JP7682652B2 - toner - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式、静電記録方式、静電印刷方式、トナージェット方式等に用いられるトナーに関する。 The present invention relates to a toner used in electrophotography, electrostatic recording, electrostatic printing, toner jet, etc.
複写機およびプリンターが広く普及するに従い、トナーに要求される性能もより高度になってきている。近年、プリントオンデマンド(POD)と呼ばれる製版工程を経ず、直接印刷するデジタル印刷技術が注目されている。POD市場では、これまで以上の高速化、高画質化が期待されている。
高画質化の達成手段の一つとして、トナーの非画像部への飛散を抑制する観点から、電界追従性の高い大粒径のトナーが提案されている。しかし、小粒径トナーに比べ大粒径トナーは、定着時の変形量が小さい。そのため、メディアへの低温定着性が劣り、高速印刷化が難しいといった課題がある。
高速化を実現するために、より低い温度で効率的に定着できる低温定着性に優れたトナーが求められている。低温定着性の向上のために、シャープメルト性を有する材料が提案されている。例えば、特許文献1では、低温定着性に優れた結晶性樹脂をメインバインダーに用いたトナーが開示されている。
As copiers and printers become more widespread, the performance required of toner is becoming more advanced. In recent years, a digital printing technology called print-on-demand (POD), which prints directly without going through the plate-making process, has been attracting attention. In the POD market, there are expectations for higher speed and higher image quality than ever before.
As one of the means to achieve high image quality, a large particle size toner with high electric field followability has been proposed from the viewpoint of suppressing toner scattering to non-image areas. However, compared with a small particle size toner, a large particle size toner has a smaller deformation amount during fixing. Therefore, there are problems such as poor low-temperature fixing property to media and difficulty in high-speed printing.
In order to realize high speed printing, there is a demand for a toner with excellent low-temperature fixing property that can be efficiently fixed at a lower temperature. In order to improve the low-temperature fixing property, a material having a sharp melting property has been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a toner using a crystalline resin with excellent low-temperature fixing property as a main binder.
特許文献1に記載の結晶性樹脂は、分子内に炭化水素系ユニットの側鎖を有する。そのため、分子間の炭化水素ユニット同士が配向しあい、結晶部位を持つことでシャープメルト性を発現する。しかし、結晶性部位では分子鎖同士の絡み合いが少ないため、上記の樹脂を含有したトナーは、硬さや粘り強さが低くなると考える。上記の樹脂を含むトナーが印刷され、その印刷物の表面が摺擦された場合、トナーが裏移りしてしまうといった課題が生じる可能性がある。
摺擦に対するストレスを緩和し、トナーの裏移りを抑制する手段として、画像表面に潤滑性材料を露出する方法が挙げられる。例えば、特許文献2では、画像表面に潤滑性材料を露出させ、画像表面にかかる応力を緩和させることで、裏移りを抑制するトナーを開示している。しかし、画像表面に潤滑性材料を露出させる場合、定着時に定着部材を汚染することがある。
本発明は、上述した課題を鑑みてなされたものである。本発明は、部材汚染することなく、優れた現像性、低温定着性、および耐擦過性を有するトナーを提供するものである。
The crystalline resin described in Patent Document 1 has a side chain of a hydrocarbon-based unit in the molecule. Therefore, the hydrocarbon units between the molecules are oriented to each other, and the sharp melting property is expressed by having a crystalline portion. However, since the molecular chains are less entangled in the crystalline portion, it is considered that the hardness and tenacity of the toner containing the above resin are low. When the toner containing the above resin is printed and the surface of the printed matter is rubbed, a problem such as the toner set-off may occur.
As a means for reducing the stress caused by friction and suppressing the offset of the toner, a method of exposing a lubricating material on the image surface can be mentioned. For example, Patent Document 2 discloses a toner that reduces offset by exposing a lubricating material on the image surface and reducing the stress applied to the image surface. However, when the lubricating material is exposed on the image surface, the fixing member may be contaminated during fixing.
The present invention has been made in consideration of the above-mentioned problems, and provides a toner that does not contaminate components and has excellent developability, low-temperature fixability, and abrasion resistance.
本発明は、結着樹脂および炭化水素系ワックスを含有するトナー粒子を有するトナーであって、
該結着樹脂は、結晶性樹脂を含有し、
該結晶性樹脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定されるテトラヒドロフラン可溶分の重量平均分子量が20万以上100万以下であり、
該結晶性樹脂は、以下の(I)または(II)の規定を満たし、
(I):
(I-i)下記式(1)で表される第一のモノマーユニット、および
(I-ii)アクリロニトリルユニット、メタクリロニトリルユニット、酢酸ビニルユニット、アクリル酸ユニットからなる群より選択される第二のモノマーユニット
を有し、
(I-iii)該結晶性樹脂の全モノマーユニットの総質量に対して、該第一のモノマーユニットと該第二のモノマーユニットとの合計が100質量%である、
(II):
(II-i)下記式(1)で表される第一のモノマーユニット、
(II-ii)アクリロニトリルユニット、メタクリロニトリルユニット、酢酸ビニルユニット、アクリル酸ユニットからなる群より選択される第二のモノマーユニット、および
(II-iii)スチレンユニットである第三のモノマーユニット
を有し、
(II-iv)該結晶性樹脂の全モノマーユニットの総質量に対して、該第一のモノマーユニットと該第二のモノマーユニットと該第三のモノマーユニットとの合計が100質量%である、
該結晶性樹脂中の該第一のモノマーユニットの割合は、該結晶性樹脂の全モノマーユニットの総質量に対して、20.0質量%以上70.0質量%以下であり、
該結晶性樹脂中の該第二のモノマーユニットの割合は、該結晶性樹脂の全モノマーユニットの総質量に対して、20.0質量%以上70.0質量%以下であり、
該炭化水素系ワックスは、カルボン酸基を有し、酸価が5mgKOH/g以上50mgKOH/g以下である、
ことを特徴とするトナーに関する。
The present invention provides a toner having toner particles containing a binder resin and a hydrocarbon wax,
The binder resin contains a crystalline resin,
the crystalline resin has a weight average molecular weight of tetrahydrofuran soluble matter of 200,000 or more and 1,000,000 or less as measured by gel permeation chromatography ;
The crystalline resin satisfies the following requirement (I) or (II):
(I):
(I-i) a first monomer unit represented by the following formula (1), and
(I-ii) A second monomer unit selected from the group consisting of an acrylonitrile unit, a methacrylonitrile unit, a vinyl acetate unit, and an acrylic acid unit.
having
(I-iii) the sum of the first monomer unit and the second monomer unit is 100 mass% based on the total mass of all monomer units of the crystalline resin;
(II):
(II-i) a first monomer unit represented by the following formula (1):
(II-ii) a second monomer unit selected from the group consisting of an acrylonitrile unit, a methacrylonitrile unit, a vinyl acetate unit, and an acrylic acid unit; and
(II-iii) A third monomer unit which is a styrene unit
having
(II-iv) the total of the first monomer unit, the second monomer unit and the third monomer unit is 100% by mass based on the total mass of all monomer units of the crystalline resin;
a ratio of the first monomer unit in the crystalline resin to the total mass of all monomer units in the crystalline resin is 20.0 mass% or more and 70.0 mass% or less,
a ratio of the second monomer unit in the crystalline resin to the total mass of all monomer units in the crystalline resin is 20.0 mass% or more and 70.0 mass% or less,
The hydrocarbon wax has a carboxylic acid group and an acid value of 5 mgKOH/g or more and 50 mgKOH/g or less.
The present invention relates to a toner characterized by the above-mentioned.
RZ1は、水素原子又はメチル基を表し、R1は、炭素数18以上36以下の直鎖アルキル基を表す。)
R represents a hydrogen atom or a methyl group, and R represents a linear alkyl group having 18 to 36 carbon atoms.
本発明によれば、部材汚染することなく、優れた現像性、低温定着性、および耐擦過性を有するトナーを提供することができる。 The present invention provides a toner that has excellent developability, low-temperature fixability, and abrasion resistance without contaminating components.
本発明において、数値範囲を表す「○○以上××以下」や「○○~××」の記載は、特に断りのない限り、端点である下限及び上限を含む数値範囲を意味する。 In the present invention, the expressions "xx or more and xx or less" or "xx to xx" that express a numerical range refer to a numerical range including the lower and upper limit endpoints, unless otherwise specified.
本発明において、(メタ)アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステル及び/又はメタクリル酸エステルを意味する。 In the present invention, (meth)acrylic acid ester means an acrylic acid ester and/or a methacrylic acid ester.
本発明において、「モノマーユニット」とは、ポリマー中のビニル系モノマーが重合した主鎖中の、炭素-炭素結合1区間を1ユニットとする。ビニル系モノマーとは下記式(Z)で示すことができる。 In the present invention, a "monomer unit" refers to one section of carbon-carbon bonds in the main chain of a polymer formed by polymerization of a vinyl monomer. A vinyl monomer can be represented by the following formula (Z).
結晶性樹脂とは、示差走査熱量計(DSC)測定において明確な吸熱ピークを示す樹脂を指す。 A crystalline resin is a resin that shows a clear endothermic peak in differential scanning calorimetry (DSC) measurements.
以下、本発明を実施するための形態を詳細に説明する。 The following describes in detail how to implement the present invention.
本発明は、結着樹脂および炭化水素系ワックスを含有するトナー粒子を有するトナーであって、
該結着樹脂は、結晶性樹脂を含有し、
該結晶性樹脂は、
重量平均分子量が20万以上100万以下であり、
(i)下記式(1)で表される第一のモノマーユニット、および
(ii)第一のモノマーユニットとは異なる下記式(2)または(3)で表される第二のモノマーユニット
を有し、
該結晶性樹脂中の該第一のモノマーユニットの割合は、該結晶性樹脂の全モノマーユニットの総質量に対して、20.0質量%以上70.0質量%以下であり、
該結晶性樹脂中の該第二のモノマーユニットの割合は、該結晶性樹脂の全モノマーユニットの総質量に対して、20.0質量%以上70.0質量%以下であり、
該炭化水素系ワックスは、酸価が5mgKOH/g以上50mgKOH/g以下である、
ことを特徴とするものである。
The present invention provides a toner having toner particles containing a binder resin and a hydrocarbon wax,
The binder resin contains a crystalline resin,
The crystalline resin is
The weight average molecular weight is 200,000 or more and 1,000,000 or less,
(i) a first monomer unit represented by the following formula (1), and (ii) a second monomer unit represented by the following formula (2) or (3) which is different from the first monomer unit,
a ratio of the first monomer unit in the crystalline resin to the total mass of all monomer units in the crystalline resin is 20.0 mass% or more and 70.0 mass% or less,
a ratio of the second monomer unit in the crystalline resin to the total mass of all monomer units in the crystalline resin is 20.0 mass% or more and 70.0 mass% or less,
The hydrocarbon wax has an acid value of 5 mgKOH/g or more and 50 mgKOH/g or less.
It is characterized by the above.
R3は、-C≡N、-C(=O)NHR10(R10は水素原子、又は炭素数1以上4以下のアルキル基を表す。)、ヒドロキシ基、-COOR31(R31は炭素数1以上6以下のアルキル基、炭素数1以上6以下のヒドロキシアルキル基、又は水素原子を表す。)、-NH-C(=O)-N(R33)2(R33はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1以上6以下のアルキル基を表す。)、-COO(CH2)2NHCOOR34(R34は炭素数1以上4以下のアルキル基を表す。)、又は-COO(CH2)2-NH-C(=O)-N(R35)2(R35はそれぞれ独立して、水素原子又は炭素数1以上6以下のアルキル基を表す。)を表し、
R4は、水素原子又はメチル基を表す。)
R 3 represents -C≡N, -C(=O)NHR 10 (R 10 represents a hydrogen atom or an alkyl group having from 1 to 4 carbon atoms), a hydroxy group, -COOR 31 (R 31 represents an alkyl group having from 1 to 6 carbon atoms, a hydroxyalkyl group having from 1 to 6 carbon atoms, or a hydrogen atom), -NH-C(=O)-N(R 33 ) 2 (each R 33 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having from 1 to 6 carbon atoms), -COO(CH 2 ) 2 NHCOOR 34 (R 34 represents an alkyl group having from 1 to 4 carbon atoms), or -COO(CH 2 ) 2 -NH-C(=O)-N(R 35 ) 2 (each R 35 independently represents a hydrogen atom or an alkyl group having from 1 to 6 carbon atoms);
R4 represents a hydrogen atom or a methyl group.
R6は、水素原子又はメチル基を表す。)
R6 represents a hydrogen atom or a methyl group.
本発明者らが鋭意検討した結果、該結晶性樹脂のモノマーユニットの構成、割合、該ワックスの酸価、を特定の範囲に制御することにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明に至った。上記課題を解決するに至った理由を、本発明者らは以下のように推測している。 As a result of intensive research, the inventors discovered that the above problem could be solved by controlling the composition and ratio of the monomer units of the crystalline resin and the acid value of the wax within specific ranges, and thus arrived at the present invention. The inventors speculate that the reason for solving the above problem is as follows.
分子内の側鎖に炭化水素系ユニットを有する樹脂は、結晶性を有する。これは、分子間の炭化水素ユニット同士が配向し、結晶部位を持つためであると考える。そのため、炭化水素系ユニットを側鎖に有する樹脂は、シャープメルト性を有し、良好な低温定着性を発現する。 Resins that have hydrocarbon-based units in the side chains of their molecules have crystallinity. This is thought to be because the hydrocarbon units between the molecules are oriented with each other, creating crystalline sites. Therefore, resins that have hydrocarbon-based units in the side chains have sharp melting properties and exhibit good low-temperature fixing properties.
しかし、結晶部位では分子鎖同士の絡み合いが少ないため、樹脂としての硬さや粘り強さが低くなると考える。上記の結晶性樹脂を含むトナーを印刷した場合、印刷物の画像表面で摺擦が発生すると、トナーが裏移りしてしまうといった課題が生じる可能性がある。 However, since the molecular chains are less entangled in the crystalline parts, it is believed that the resin has less hardness and toughness. When printing with a toner containing the above-mentioned crystalline resin, friction occurring on the image surface of the printed material can cause problems such as the toner bleeding through to the other side.
一方、樹脂として硬さや粘り強さを高めるため、分子鎖同士の絡み合いを向上させた場合、樹脂の結晶性が崩れ、低温定着性の悪化を招くと推測する。 On the other hand, if the entanglement of molecular chains is improved in order to increase the hardness and toughness of the resin, the resin's crystallinity will be compromised, leading to a deterioration in low-temperature fixability.
よって、低温定着性を悪化させずに、耐擦過性を向上させるためには、結晶性を維持したまま、分子同士の絡み合いを高め、樹脂強度を高めることが必要と考える。 Therefore, in order to improve abrasion resistance without compromising low-temperature fixability, it is necessary to increase the entanglement of molecules while maintaining crystallinity, thereby increasing the strength of the resin.
本発明者らは、酸価を有する炭化水素系ワックスを、極性基を有する結晶性樹脂に添加したトナーとすることで、結晶性樹脂由来のシャープメルト性を維持しながら、トナー粒子の強度を高め、低温定着性と耐擦過性とを両立できることを発見した。詳細な検討を行った結果、トナー粒子中の結晶性樹脂が極性基を有し、かつ炭化水素系ワックスが酸価を有することが、効果発現に影響していることがわかり、本発明に至った。 The inventors have discovered that by making a toner by adding a hydrocarbon wax having an acid value to a crystalline resin having a polar group, it is possible to increase the strength of the toner particles while maintaining the sharp melting properties derived from the crystalline resin, and to achieve both low-temperature fixing properties and abrasion resistance. After detailed investigation, it was found that the effect is influenced by the fact that the crystalline resin in the toner particles has a polar group and the hydrocarbon wax has an acid value, which led to the present invention.
酸価を有する炭化水素系ワックスは、分子内にカルボン酸基などを有する。トナー粒子中の酸価を有する炭化水素系ワックスのカルボン酸と、結晶性樹脂の主鎖中の極性基とが双極子-双極子相互作用を発現する。酸価を有する炭化水素系ワックスは、結晶性樹脂の分子間で橋渡しを行い、結晶性樹脂の分子同士を引き付ける役割を担うと考えている。そのため、トナー粒子として粘り強さや弾性率が向上すると推測する。 Hydrocarbon waxes with acid values have carboxylic acid groups in their molecules. The carboxylic acid of the hydrocarbon wax with acid values in the toner particles and the polar groups in the main chain of the crystalline resin create a dipole-dipole interaction. It is believed that the hydrocarbon wax with acid values acts as a bridge between the molecules of the crystalline resin, attracting them together. It is therefore assumed that this improves the tenacity and elasticity of the toner particles.
また、酸価を有する炭化水素系ワックスは、結晶性樹脂の極性基と相互作用するため、結晶性樹脂側鎖の結晶形成を阻害しない。結晶性樹脂の側鎖が、酸価を有る炭化水素系ワックスを避けるように配向するため、結晶性樹脂は効率的に結晶を形成すると推測する。 In addition, the hydrocarbon wax with an acid value interacts with the polar groups of the crystalline resin, and does not inhibit the crystal formation of the crystalline resin side chains. It is speculated that the crystalline resin efficiently forms crystals because the side chains of the crystalline resin are oriented to avoid the hydrocarbon wax with an acid value.
その結果、トナー粒子は、結晶性樹脂由来のシャープメルト性を有し、かつ分子同士の凝集性に由来した樹脂強度が向上する。 As a result, the toner particles have sharp melting properties derived from the crystalline resin, and the resin strength derived from the cohesiveness between the molecules is improved.
よって、本発明のトナーは、低温定着性、耐擦過性が両立できると考える。 Therefore, we believe that the toner of the present invention can achieve both low-temperature fixability and abrasion resistance.
また、酸価を有する炭化水素系ワックスは、結晶性樹脂と相互作用しているため、定着時の画像表面への過度な移行が少なくなる。その結果、本発明のトナーは、定着時にトナー中の酸価を有する炭化水素系ワックスが定着部材に移行するといった部材汚染がしにくいと考える。 In addition, because the hydrocarbon wax having an acid value interacts with the crystalline resin, excessive migration to the image surface during fixing is reduced. As a result, it is believed that the toner of the present invention is less likely to cause member contamination, such as migration of the hydrocarbon wax having an acid value in the toner to the fixing member during fixing.
また、酸価を有する炭化水素系ワックスは、結晶性樹脂の極性基と強く相互作用しているため、トナー粒子中に均一に分散している。そのため、酸価を有する炭化水素系ワックスがトナー表面に局所的に偏在しないため、トナー粒子として付着力は小さくなり、流動性が向上すると考える。 In addition, the hydrocarbon wax with an acid value strongly interacts with the polar groups of the crystalline resin, and is therefore uniformly dispersed within the toner particles. As a result, the hydrocarbon wax with an acid value is not unevenly distributed locally on the toner surface, which is thought to reduce the adhesive force of the toner particles and improve fluidity.
よって、本発明のトナーは、現像時にトナーが凝集せず、ドット再現性が良いと考える。 Therefore, we believe that the toner of the present invention does not aggregate during development and has good dot reproducibility.
本発明のトナーは、結晶性樹脂を有する結着樹脂、及び、ワックスを含有する。 The toner of the present invention contains a binder resin having a crystalline resin and a wax.
<結晶性樹脂>
本発明の結晶性樹脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定されるテトラヒドロフラン(THF)可溶分の重量平均分子量(Mw)が20万以上100万以下であり、22万以上30万以下であると好ましい。結晶性樹脂の重量平均分子量が上記範囲であると、酸価を有するワックスと相互作用する結晶性樹脂の極性基が適度に存在するため、樹脂強度が向上する。また、結晶性樹脂の極性基と酸基を有するワックスとの相互作用により、酸基を有するワックスが樹脂の結晶性を阻害しないため、優れた低温定着性が得られる。また、トナー表面へのワックスの露出がしにくく、トナー母体の付着力が低減し、トナーの流動性が向上する。また、トナー定着時に、ワックスの画像表面への過度な露出が少なくなり、部材への汚染が小さくなる。
<Crystalline Resin>
The crystalline resin of the present invention has a weight average molecular weight (Mw) of tetrahydrofuran (THF) soluble matter measured by gel permeation chromatography (GPC) of 200,000 to 1,000,000, preferably 220,000 to 300,000. When the weight average molecular weight of the crystalline resin is within the above range, the polar group of the crystalline resin that interacts with the wax having an acid value is present in an appropriate amount, thereby improving the resin strength. In addition, the wax having an acid group does not inhibit the crystallinity of the resin due to the interaction between the polar group of the crystalline resin and the wax having an acid group, so that excellent low-temperature fixing properties can be obtained. In addition, the wax is less likely to be exposed to the toner surface, the adhesion force of the toner base is reduced, and the fluidity of the toner is improved. In addition, excessive exposure of the wax to the image surface is reduced during toner fixing, and contamination of the member is reduced.
よって、本発明のトナーは、低温定着性、部材汚染抑制、耐擦過性、ドット再現性が良好である。 Therefore, the toner of the present invention has good low-temperature fixing properties, suppression of component contamination, abrasion resistance, and dot reproducibility.
本発明の結晶性樹脂は、上記式(1)であらわされる第一のモノマーユニットを有している。上記式(1)であらわされる第一のモノマーユニットは、炭素数18以上36以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つである第一の重合性単量体に由来する。 The crystalline resin of the present invention has a first monomer unit represented by the above formula (1). The first monomer unit represented by the above formula (1) is derived from a first polymerizable monomer which is at least one selected from the group consisting of (meth)acrylic acid esters having an alkyl group having 18 to 36 carbon atoms.
第一のモノマーユニットが、炭素数18以上36以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルである場合、樹脂に結晶性を付与することができる。そのため、トナーがシャープメルト性を発現し、優れた低温定着性が得られる。 When the first monomer unit is a (meth)acrylic acid ester having an alkyl group with 18 to 36 carbon atoms, crystallinity can be imparted to the resin. This allows the toner to exhibit sharp melting properties and provide excellent low-temperature fixability.
炭素数18以上36以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、例えば、炭素数18以上36以下の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル[(メタ)アクリル酸ステアリル、(メタ)アクリル酸ノナデシル、(メタ)アクリル酸エイコシル、(メタ)アクリル酸ヘンエイコサニル、(メタ)アクリル酸ベヘニル、(メタ)アクリル酸リグノセリル、(メタ)アクリル酸セリル、(メタ)アクリル酸オクタコサ、(メタ)アクリル酸ミリシル、(メタ)アクリル酸ドトリアコンタン等]及び炭素数18以上36以下の分岐のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステル[(メタ)アクリル酸2-デシルテトラデシル等]が挙げられる。 Examples of (meth)acrylic acid esters having an alkyl group having 18 to 36 carbon atoms include (meth)acrylic acid esters having a linear alkyl group having 18 to 36 carbon atoms [stearyl (meth)acrylate, nonadecyl (meth)acrylate, eicosyl (meth)acrylate, heneicosanyl (meth)acrylate, behenyl (meth)acrylate, lignoceryl (meth)acrylate, ceryl (meth)acrylate, octacosyl (meth)acrylate, myricyl (meth)acrylate, dotriacontane (meth)acrylate, etc.] and (meth)acrylic acid esters having a branched alkyl group having 18 to 36 carbon atoms [2-decyltetradecyl (meth)acrylate, etc.].
これらの内、低温定着性の観点から、炭素数18以上36以下の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つが好ましく、炭素数18以上30以下の直鎖アルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルからなる群から選択される少なくとも一つがより好ましく、直鎖の(メタ)アクリル酸ベヘニルがさらに好ましい。 Among these, from the viewpoint of low-temperature fixability, at least one selected from the group consisting of (meth)acrylic acid esters having a linear alkyl group with 18 to 36 carbon atoms is preferred, at least one selected from the group consisting of (meth)acrylic acid esters having a linear alkyl group with 18 to 30 carbon atoms is more preferred, and linear behenyl (meth)acrylate is even more preferred.
上記式(1)であらわされる第一のモノマーユニットに由来する重合性単量体は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。 The polymerizable monomer derived from the first monomer unit represented by the above formula (1) may be used alone or in combination of two or more kinds.
本発明の結晶性樹脂は、第一のモノマーユニットとは異なる上記式(2)または(3)で表される第二のモノマーユニットを有する。第二のモノマーユニットを含むことで、第一のモノマーユニットの結晶化が促進され、優れた低温定着性を有する。 The crystalline resin of the present invention has a second monomer unit represented by the above formula (2) or (3) that is different from the first monomer unit. By including the second monomer unit, crystallization of the first monomer unit is promoted, and the resin has excellent low-temperature fixing properties.
その理由を以下のように考えている。具体的には、第一のモノマーユニットは、結晶性樹脂に組み込まれ、第一のモノマーユニットが集合することで結晶性を発現する。一般的に、第一のモノマーユニットの結晶化は、他のモノマーユニットが組み込まれていると阻害される。そのため、結晶性樹脂として結晶性を発現しにくくなる。この傾向は、結晶性樹脂の分子内において複数種のモノマーユニット同士がランダムに結合していると顕著になる。 The reason for this is thought to be as follows. Specifically, the first monomer unit is incorporated into the crystalline resin, and crystallinity is expressed by the aggregation of the first monomer units. In general, the crystallization of the first monomer unit is inhibited when other monomer units are incorporated. As a result, it becomes difficult for the first monomer unit to express crystallinity as a crystalline resin. This tendency becomes more pronounced when multiple types of monomer units are randomly bonded together within the molecule of the crystalline resin.
しかし、結晶性樹脂の構成モノマーとして、第一のモノマーユニットと第一のモノマーユニットよりも極性の大きい第二のモノマーユニットとを併用した場合、結晶性樹脂の重合時に第一のモノマーユニットが適度に連続して結合できると考える。結晶性樹脂は、ブロック共重合体の様な構造をとりやすいため、他のモノマーユニットが組み込まれていても結晶性を高めることができる。 However, when a first monomer unit and a second monomer unit with a higher polarity than the first monomer unit are used together as constituent monomers of a crystalline resin, it is believed that the first monomer units can be bonded in a moderate amount of continuity during polymerization of the crystalline resin. Because crystalline resins tend to have a structure similar to that of a block copolymer, crystallinity can be enhanced even when other monomer units are incorporated.
よって、本発明のトナーは、結晶性樹脂の結晶部位由来の良好な低温定着性を有する。さらに、結晶性樹脂の高極性部位は、酸価を有するワックスとの相互作用により樹脂強度が向上し、良好な耐擦過性を有する。 Therefore, the toner of the present invention has good low-temperature fixing properties derived from the crystalline portion of the crystalline resin. Furthermore, the high polarity portion of the crystalline resin improves the resin strength through interaction with the wax having an acid value, and has good abrasion resistance.
第二のモノマーユニットとしては、具体的には、例えば以下に挙げる重合性単量体のうち、上記式(2)または(3)を満たす重合性単量体を用いることができる。 Specific examples of the second monomer unit that can be used include polymerizable monomers that satisfy the above formula (2) or (3) among the polymerizable monomers listed below.
ニトリル基を有する単量体;例えば、アクリロニトリル、メタクリロニトリル等。 Monomers having nitrile groups; for example, acrylonitrile, methacrylonitrile, etc.
ヒドロキシ基を有する単量体;例えば、(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸-2-ヒドロキシプロピル、アクリル酸等。 Monomers having a hydroxy group; for example, 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, acrylic acid, etc.
アミド基を有する単量体;例えば、アクリルアミド、炭素数1以上30以下のアミンとエチレン性不飽和結合を有する炭素数2以上30以下のカルボン酸(アクリル酸及びメタクリル酸等)を公知の方法で反応させた単量体。 Monomers having an amide group; for example, acrylamide, a monomer obtained by reacting an amine having 1 to 30 carbon atoms with a carboxylic acid having 2 to 30 carbon atoms and an ethylenically unsaturated bond (such as acrylic acid and methacrylic acid) by a known method.
ウレア基を有する単量体;例えば炭素数3以上22以下のアミン[1級アミン(ノルマルブチルアミン、t-ブチルアミン、プロピルアミン及びイソプロピルアミン等)、2級アミン(ジノルマルエチルアミン、ジノルマルプロピルアミン、ジノルマルブチルアミン等)、アニリン及びシクロキシルアミン等]と、エチレン性不飽和結合を有する炭素数2~30のイソシアネートとを公知の方法で反応させた単量体等。 Monomers having a urea group; for example, monomers obtained by reacting an amine having 3 to 22 carbon atoms (primary amines (normal butylamine, t-butylamine, propylamine, isopropylamine, etc.), secondary amines (di-normal ethylamine, di-normal propylamine, di-normal butylamine, etc.), aniline, cycloxylamine, etc.) with an isocyanate having 2 to 30 carbon atoms and an ethylenically unsaturated bond by a known method.
カルボキシ基を有する単量体;例えば、メタクリル酸、アクリル酸、(メタ)アクリル酸-2-カルボキシエチル。 Monomers having a carboxy group; for example, methacrylic acid, acrylic acid, 2-carboxyethyl (meth)acrylate.
なかでも、ニトリル基、アミド基、ヒドロキシ基、ウレア基を有する単量体を使用することが好ましい。より好ましくは、ニトリル基、アミド基、ヒドロキシ基、及びウレア基からなる群から選ばれる少なくとも1種の官能基とエチレン性不飽和結合とを有する単量体である。アクリロニトリル、メタクリロニトリル、アクリル酸は特に好ましい。 Among these, it is preferable to use a monomer having a nitrile group, an amide group, a hydroxy group, or a urea group. More preferably, it is a monomer having at least one functional group selected from the group consisting of a nitrile group, an amide group, a hydroxy group, and a urea group, and an ethylenically unsaturated bond. Acrylonitrile, methacrylonitrile, and acrylic acid are particularly preferable.
また、第二のモノマーユニットとして、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、カプロン酸ビニル、カプリル酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ミリスチン酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、オクチル酸ビニルといったビニルエステル類も好ましく用いられる。なかでも、ビニルエステル類は、非共役モノマーであって前記第一の重合性単量体との反応性が適度に保たれやすく、重合体の結晶性をあげやすいため、低温定着性の観点から好ましい。 Also preferably used as the second monomer unit are vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl caproate, vinyl caprylate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl myristate, vinyl palmitate, vinyl stearate, vinyl pivalate, and vinyl octylate. Among these, vinyl esters are preferred from the viewpoint of low-temperature fixability, since they are non-conjugated monomers and therefore tend to maintain a suitable reactivity with the first polymerizable monomer and tend to increase the crystallinity of the polymer.
本発明の結晶性樹脂中の第一のモノマーユニットの割合は、結晶性樹脂中の全モノマーユニットの総質量に対して、20.0質量%以上70.0質量%以下であり、好ましくは30.0質量%以上60.0質量%以下である。 The proportion of the first monomer unit in the crystalline resin of the present invention is 20.0% by mass or more and 70.0% by mass or less, and preferably 30.0% by mass or more and 60.0% by mass or less, based on the total mass of all monomer units in the crystalline resin.
第一のモノマーユニットの割合が、上記範囲である場合、樹脂が結晶性を有し、トナーがシャープメルト性を発現するため、優れた低温定着性が得られる。また、第二のモノマーユニット由来の極性基が存在するため、酸基を有するワックスとの相互作用により、樹脂強度が適度に向上する。また、トナー表面へのワックスの露出が少なくなり、トナー母体の付着力が低減する。そのため、トナーの流動性が向上する。また、トナー定着時に、ワックスの画像表面への過度な露出が少なくなり、部材への汚染が小さくなる。 When the ratio of the first monomer unit is within the above range, the resin has crystallinity and the toner exhibits sharp melting properties, resulting in excellent low-temperature fixability. In addition, the polar group derived from the second monomer unit is present, and the resin strength is appropriately improved by interaction with the wax having an acid group. Furthermore, the exposure of the wax to the toner surface is reduced, and the adhesive force of the toner base is reduced. This improves the fluidity of the toner. Furthermore, excessive exposure of the wax to the image surface during toner fixing is reduced, resulting in less contamination of the components.
そのため、本発明のトナーは、低温定着性、部材汚染抑制、耐擦過性、ドット再現性が良好である。 As a result, the toner of the present invention has good low-temperature fixing properties, suppression of component contamination, abrasion resistance, and dot reproducibility.
第二のモノマーユニットの割合は、20.0質量%以上70.0質量%以下である。 The proportion of the second monomer unit is 20.0% by mass or more and 70.0% by mass or less.
第二のモノマーユニットの割合が、上記範囲である場合、結晶性樹脂の極性基と酸基を有するワックスとの相互作用が発現し、樹脂強度が適度に向上する。また、結晶性樹脂の極性基と酸基を有するワックスとの相互作用により、酸基を有するワックスが樹脂の結晶性を阻害しないため、優れた低温定着性が得られる。また、トナー表面へのワックスの露出がしにくく、トナー母体の付着力が低減し、トナーの流動性が向上する。また、トナー定着時に、ワックスの画像表面への過度な露出が少なくなり、部材への汚染が小さくなる。 When the proportion of the second monomer unit is within the above range, an interaction occurs between the polar group of the crystalline resin and the wax having an acid group, and the strength of the resin is appropriately improved. In addition, due to the interaction between the polar group of the crystalline resin and the wax having an acid group, the wax having an acid group does not inhibit the crystallinity of the resin, and excellent low-temperature fixing properties are obtained. In addition, the wax is less likely to be exposed to the toner surface, the adhesive force of the toner base is reduced, and the fluidity of the toner is improved. In addition, excessive exposure of the wax to the image surface is reduced during toner fixing, and contamination of the member is reduced.
そのため、本発明のトナーは、低温定着性、部材汚染抑制、耐擦過性、ドット再現性が良好である。 As a result, the toner of the present invention has good low-temperature fixing properties, suppression of component contamination, abrasion resistance, and dot reproducibility.
なお、結晶性樹脂が、2種以上の炭素数18以上36以下のアルキル基を有する(メタ)アクリル酸エステルに由来するモノマーユニットを有する場合、第一のモノマーユニットの含有割合は、それらの合計の質量比率を表す。 In addition, when the crystalline resin has monomer units derived from two or more types of (meth)acrylic acid esters having alkyl groups having 18 to 36 carbon atoms, the content ratio of the first monomer unit represents the mass ratio of the total of them.
本発明の結晶性樹脂は、上述した第一のモノマーユニット、第二のモノマーユニットの質量比率を損ねない範囲で、第三の重合性単量体に由来する第三のモノマーユニットを含んでいてもよい。例えば、以下の単量体も用いることが可能である。 The crystalline resin of the present invention may contain a third monomer unit derived from a third polymerizable monomer, as long as the mass ratio of the first monomer unit and the second monomer unit described above is not impaired. For example, the following monomers can also be used.
スチレン、o-メチルスチレンなどのスチレン及びその誘導体、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸-n-ブチル、(メタ)アクリル酸-t-ブチル、(メタ)アクリル酸-2-エチルヘキシルのような(メタ)アクリル酸エステル類。その中でも、第三の重合性単量体は、スチレンであることが好ましい。スチレンである場合、スチレンのもつ芳香環により、分子間でπ-π相互作用を発現し、トナー粒子として強度が向上する。そのため、トナー粒子付着力が低下し、ドット再現性が向上するため好ましい。 Styrene and its derivatives such as styrene and o-methylstyrene, and (meth)acrylic acid esters such as methyl (meth)acrylate, n-butyl (meth)acrylate, t-butyl (meth)acrylate, and 2-ethylhexyl (meth)acrylate. Among these, it is preferable that the third polymerizable monomer is styrene. When it is styrene, the aromatic ring of styrene causes π-π interactions between molecules, improving the strength of the toner particles. This is preferable because it reduces the adhesion force of the toner particles and improves dot reproducibility.
第三のモノマーユニットの割合は、結晶性樹脂中の全モノマーユニットの総質量に対して、好ましくは5.0質量%以上40.0質量%以下、より好ましくは10.0質量%以上20.0質量%以下ある。 The proportion of the third monomer unit is preferably 5.0% by mass or more and 40.0% by mass or less, more preferably 10.0% by mass or more and 20.0% by mass or less, based on the total mass of all monomer units in the crystalline resin.
結晶性樹脂の融点は、50℃以上80℃以下であることが好ましく、53℃以上70℃以下であることがより好ましい。結晶性樹脂の融点が上記範囲内であると、より優れた低温定着性を示す。結晶性樹脂の融点は、使用する第一の重合性単量体の種類や量、第二の重合性単量体の種類や量などによって調整可能である。 The melting point of the crystalline resin is preferably 50°C or higher and 80°C or lower, and more preferably 53°C or higher and 70°C or lower. When the melting point of the crystalline resin is within the above range, it exhibits better low-temperature fixing properties. The melting point of the crystalline resin can be adjusted by the type and amount of the first polymerizable monomer and the type and amount of the second polymerizable monomer used.
<結晶性樹脂の軟化点>
結晶性樹脂の軟化点は70℃以上115℃以下が好ましい。さらに好ましくは100℃以上120℃以下である。軟化点が上述した範囲内であると、前述した本発明のワックスが画像形成時に画像表面に過多となることを抑制でき、低温定着性と印刷物の耐摩耗性を両立させることができる。
<Softening point of crystalline resin>
The softening point of the crystalline resin is preferably from 70° C. to 115° C., and more preferably from 100° C. to 120° C. When the softening point is within the above-mentioned range, the wax of the present invention described above can be prevented from being excessively present on the image surface during image formation, and low-temperature fixability and abrasion resistance of the printed matter can be achieved at the same time.
結晶性樹脂は、ビニル重合体であることが好ましい。ビニル重合体は、例えば、エチレン性不飽和結合を含むモノマーの重合体が挙げられる。エチレン性不飽和結合とは、ラジカル重合することが可能な炭素-炭素二重結合を指し、例えば、ビニル基、プロペニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基などが挙げられる。 The crystalline resin is preferably a vinyl polymer. Examples of vinyl polymers include polymers of monomers containing ethylenically unsaturated bonds. Ethylenically unsaturated bonds refer to carbon-carbon double bonds capable of radical polymerization, and examples of such groups include vinyl groups, propenyl groups, acryloyl groups, and methacryloyl groups.
<炭化水素系ワックス>
本発明の酸価を有するワックスは、主骨格が炭化水素鎖であり、一般的に炭化水素系ワックスと称されるものが変性工程を経て酸基が導入されたものである。上記変性された炭化水素系ワックスの例を製造方法も含めて説明する。
<Hydrocarbon wax>
The wax having an acid value of the present invention has a main skeleton of a hydrocarbon chain, and is generally called a hydrocarbon wax, to which an acid group has been introduced through a modification process. Examples of the modified hydrocarbon wax will be described below, together with the production method.
例えば、パラフィンワックス、ポリオレフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプシュワックスなどを、チーグラー触媒を用いて重合し、重合終了後、酸化して触媒金属とポリエチレンとのアルコキシドを生成した後、加水分解する製造方法が挙げられる。 For example, a manufacturing method includes polymerizing paraffin wax, polyolefin wax, microcrystalline wax, Fischer-Tropsch wax, etc. using a Ziegler catalyst, and after the polymerization is completed, oxidizing it to produce an alkoxide of the catalyst metal and polyethylene, which is then hydrolyzed.
また、炭化水素系ワックスを、ホウ酸および無水ホウ酸の存在下で、分子状酸素含有ガスで液相酸化する製造方法が挙げられる。触媒としてはホウ酸と無水ホウ酸との混合物や、メタホウ酸及びピロホウ酸も使用可能である。 Another example is a production method in which a hydrocarbon wax is oxidized in the liquid phase with a molecular oxygen-containing gas in the presence of boric acid and boric anhydride. A mixture of boric acid and boric anhydride, or metaboric acid and pyroboric acid can also be used as a catalyst.
また、ホウ素の酸素酸、リンの酸素酸、及びイオウの酸素酸が挙げられる。具体的には、ホウ酸、硝酸、リン酸又は硫酸が挙げられる。反応系に吹き込む分子状酸素含有ガスとしては、酸素、空気、又はそれらを不活性ガスで希釈した広範囲ものが使用可能である。液相酸化反応は通常溶媒を使用せず、原料の炭化水素系ワックスの溶融状態下で行なわれる。反応温度は120~280℃、好ましくは150~250℃である。反応時間は1~15時間が好ましい。 Other examples include boron oxyacids, phosphorus oxyacids, and sulfur oxyacids. Specific examples include boric acid, nitric acid, phosphoric acid, and sulfuric acid. As the molecular oxygen-containing gas to be blown into the reaction system, a wide range of oxygen, air, or a mixture of these diluted with an inert gas can be used. The liquid phase oxidation reaction is usually carried out without using a solvent, while the raw material hydrocarbon wax is in a molten state. The reaction temperature is 120 to 280°C, preferably 150 to 250°C. The reaction time is preferably 1 to 15 hours.
本発明のワックスの酸価は、5mgKOH/g以上50mgKOH/g以下である。好ましくは20mgKOH/g以上40mgKOH/g以下である。 The acid value of the wax of the present invention is 5 mgKOH/g or more and 50 mgKOH/g or less. Preferably, it is 20 mgKOH/g or more and 40 mgKOH/g or less.
ワックスの酸価が上記範囲である場合、第二のモノマーユニット由来の極性基と酸基を有するワックスとが効果的に相互作用し、樹脂の結晶性を阻害しないため、優れた低温定着性が得られる。また、第二のモノマーユニット由来の極性基と酸基を有するワックスとの相互作用により、樹脂強度が適度に向上する。また、トナー表面へのワックスの露出が少なくなり、トナー母体の付着力が低減する。そのため、トナーの流動性が向上する。また、トナー定着時に、ワックスの画像表面への過度な露出が少なくなり、部材への汚染が小さくなる。 When the acid value of the wax is within the above range, the polar group derived from the second monomer unit and the wax having an acid group effectively interact with each other and do not inhibit the crystallinity of the resin, resulting in excellent low-temperature fixability. In addition, the interaction between the polar group derived from the second monomer unit and the wax having an acid group moderately improves the strength of the resin. Furthermore, the exposure of the wax to the toner surface is reduced, and the adhesive force of the toner matrix is reduced. This improves the fluidity of the toner. Furthermore, excessive exposure of the wax to the image surface during toner fixing is reduced, resulting in less contamination of the components.
そのため、ワックスの酸価が上述した範囲であると、低温定着性、部材汚染抑制、耐擦過性、ドット再現性が良好である。 Therefore, when the acid value of the wax is within the above-mentioned range, the low-temperature fixability, suppression of component contamination, abrasion resistance, and dot reproducibility are good.
本発明に用いられる酸価を有するワックスは、示差走査熱量計(DSC)により測定される炭化水素鎖からなる結晶構造が融解する際の最大吸熱ピーク温度が、80℃以上150℃以下であることが好ましい。さらに好ましくは90℃以上140℃以下である。最大吸熱ピーク温度および酸価が上述した範囲内であると、部材汚染抑制と印刷物の耐摩耗性を両立させることができる。 The wax having an acid value used in the present invention preferably has a maximum endothermic peak temperature measured by a differential scanning calorimeter (DSC) when the crystalline structure made of hydrocarbon chains melts, which is 80°C or more and 150°C or less. More preferably, it is 90°C or more and 140°C or less. If the maximum endothermic peak temperature and acid value are within the above-mentioned ranges, it is possible to achieve both suppression of component contamination and abrasion resistance of the printed matter.
本発明の酸価を有するワックスの含有量は、結着樹脂100質量部に対して、1.0質量部以上20.0質量部以下であることが好ましい。より好ましく1.0質量部以上16.0質量部以下、さらに好ましくは5.0質量部以上12.0質量部以下である。酸価を有するワックスの含有量が前記範囲内であると、部材汚染抑制と印刷物の耐摩耗性を両立させることができる。 The content of the wax having an acid value of the present invention is preferably 1.0 parts by mass or more and 20.0 parts by mass or less relative to 100 parts by mass of the binder resin. More preferably, it is 1.0 parts by mass or more and 16.0 parts by mass or less, and even more preferably, it is 5.0 parts by mass or more and 12.0 parts by mass or less. When the content of the wax having an acid value is within the above range, it is possible to achieve both suppression of component contamination and abrasion resistance of the printed matter.
<その他の樹脂>
本発明のトナーの結着樹脂には、必要に応じて該結晶性樹脂以外の樹脂を含有することもできる。
<Other resins>
The binder resin of the toner of the present invention may contain a resin other than the crystalline resin, if necessary.
本発明のトナーの結着樹脂に用いられる該結晶性樹脂以外の樹脂としては、例えば以下の樹脂が挙げられる。ポリスチレン、ポリ-p-クロルスチレン、ポリビニルトルエンなどのスチレン及びその置換体の単重合体;スチレン-p-クロルスチレン共重合体、スチレン-ビニルトルエン共重合体、スチレン-ビニルナフタリン共重合体、スチレン-アクリル酸エステル共重合体、スチレン-メタクリル酸エステル共重合体、スチレン-α-クロルメタクリル酸メチル共重合体、スチレン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-ビニルメチルエーテル共重合体、スチレン-ビニルエチルエーテル共重合体、スチレン-ビニルメチルケトン共重合体、スチレン-アクリロニトリル-インデン共重合体などのスチレン系共重合体;ポリ塩化ビニル、フェノール樹脂、天然変性フェノール樹脂、天然樹脂変性マレイン酸樹脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル、シリコーン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリウレタン、ポリアミド樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、ポリビニルブチラール、テルペン樹脂、クマロン-インデン樹脂、石油系樹脂等が挙げられる。 Examples of resins other than the crystalline resin used in the binder resin of the toner of the present invention include the following resins. Homopolymers of styrene and its substitutes, such as polystyrene, poly-p-chlorostyrene, and polyvinyltoluene; styrene-p-chlorostyrene copolymers, styrene-vinyltoluene copolymers, styrene-vinylnaphthalene copolymers, styrene-acrylic acid ester copolymers, styrene-methacrylic acid ester copolymers, styrene-α-chloromethyl methacrylate copolymers, styrene-acrylonitrile copolymers, styrene-vinyl methyl ether copolymers, styrene-vinyl ethyl ether copolymers, styrene-vinyl methyl ketone copolymers, and styrene-acrylonitrile-indene copolymers; polyvinyl chloride, phenolic resins, naturally modified phenolic resins, naturally modified maleic acid resins, acrylic resins, methacrylic resins, polyvinyl acetate, silicone resins, polyester resins, polyurethanes, polyamide resins, furan resins, epoxy resins, xylene resins, polyvinyl butyral, terpene resins, coumarone-indene resins, and petroleum-based resins.
これらの中でもスチレン系共重合体やポリエステル樹脂が好ましい。また、非晶性であることが好ましい。 Among these, styrene copolymers and polyester resins are preferred. Also, it is preferable that they are amorphous.
結着樹脂は、非晶性ポリエステルを含む。非晶性ポリエステルは、軟化点が85℃以上105℃以下であり、90℃以上100℃以下であることが好ましい。 The binder resin contains amorphous polyester. The amorphous polyester has a softening point of 85°C or more and 105°C or less, and preferably 90°C or more and 100°C or less.
非晶性樹脂は、末端に脂肪族モノカルボン酸および脂肪族モノアルコールからなる群より選ばれた少なくとも一種の脂肪族化合物が縮合していることが好ましい。 It is preferable that the amorphous resin has at least one aliphatic compound selected from the group consisting of aliphatic monocarboxylic acids and aliphatic monoalcohols condensed at its terminal.
また、非晶性樹脂は、ポリエステル樹脂のアルコール成分としてビスフェノール誘導体とエチレングリコールが含まれている非晶性ポリエステル樹脂を含むことが好ましい。ビスフェノール誘導体とエチレングリコールの含有比は、ビスフェノール誘導体のmol%/エチレングリコールのmol%が、2.0以上6.0以下であることが好ましく、3.0以上5.0以下であることがより好ましい。ビスフェノール誘導体とエチレングリコールとの含有比が上記範囲の場合、ポリエステル樹脂分子の立体障害が小さくなる。 The amorphous resin preferably contains an amorphous polyester resin containing a bisphenol derivative and ethylene glycol as alcohol components of the polyester resin. The content ratio of the bisphenol derivative to ethylene glycol is preferably 2.0 to 6.0, more preferably 3.0 to 5.0, in terms of mol% of the bisphenol derivative/mol% of ethylene glycol. When the content ratio of the bisphenol derivative to ethylene glycol is within the above range, the steric hindrance of the polyester resin molecules is reduced.
ここで、酸価を有するワックスは、分子運動が活性な状況下、その極性基と結晶性樹脂の極性基とが相互作用を発現し、結晶性樹脂分子同士をつなぐ橋渡しの役割を担う。ポリエステル樹脂分子は、エチレングリコール部の立体障害が小さいことにより、結晶性樹脂分子間に入り込むことができる。その際、ポリエステル樹脂分子のエステル結合や分子末端の酸基と、結晶性樹脂分子の極性部位とが相互作用を発現する。酸価を有するワックスが結晶化される過程で、結晶性樹脂の主鎖およびポリエステル樹脂分子のエステル結合や分子末端の酸部がワックスの結晶部位に取り込まれる。 Here, when molecular motion is active, the wax with an acid value interacts with the polar groups of the crystalline resin, acting as a bridge between the crystalline resin molecules. The polyester resin molecules can penetrate between the crystalline resin molecules due to the small steric hindrance of the ethylene glycol portion. In this case, the ester bonds of the polyester resin molecules and the acid groups at the molecular ends interact with the polar portions of the crystalline resin molecules. In the process of crystallizing the wax with an acid value, the main chain of the crystalline resin and the ester bonds and acid portions at the molecular ends of the polyester resin molecules are incorporated into the crystalline portions of the wax.
その結果、トナー粒子として強度が高まり、耐擦過性が良化する。非晶性ポリエステル樹脂の分子中にエチレングリコールが存在することにより、1分子当たりのエステル基濃度が高くなるため、上記の効果が顕著に現れると考える。 As a result, the strength of the toner particles is increased and their abrasion resistance is improved. The presence of ethylene glycol in the molecules of the amorphous polyester resin increases the concentration of ester groups per molecule, which is thought to be why the above effects are more pronounced.
本発明の非晶性樹脂は、特定の炭素数の脂肪族モノカルボン酸及び脂肪族モノアルコールからなる群より選ばれた少なくとも一種の脂肪族化合物が縮合した非晶性ポリエステル樹脂を含むことが好ましい。 The amorphous resin of the present invention preferably contains an amorphous polyester resin condensed with at least one aliphatic compound selected from the group consisting of aliphatic monocarboxylic acids and aliphatic monoalcohols having a specific number of carbon atoms.
ポリエステル樹脂に導入する脂肪族化合物は、脂肪族モノカルボン酸及び脂肪族モノアルコールからなる群より選ばれた少なくとも一種の脂肪族化合物であることが好ましい。該脂肪族化合物の炭素数(該脂肪族化合物の炭素数の平均値)は、好ましくは30以上80以下、より好ましくは30以上60以下である。 The aliphatic compound introduced into the polyester resin is preferably at least one aliphatic compound selected from the group consisting of aliphatic monocarboxylic acids and aliphatic monoalcohols. The carbon number of the aliphatic compound (the average carbon number of the aliphatic compound) is preferably 30 or more and 80 or less, more preferably 30 or more and 60 or less.
また、上記脂肪族化合物は1価であることが好ましい。1価であることにより、脂肪族化合物は非晶性ポリエステル樹脂の分子末端に縮合することになる。分子末端に縮合した脂肪族化合物由来の炭素鎖が、酸価を有するワックスと親和性を有し相互作用が効果的に発現する。 The aliphatic compound is preferably monovalent. By being monovalent, the aliphatic compound is condensed to the molecular end of the amorphous polyester resin. The carbon chain derived from the aliphatic compound condensed to the molecular end has affinity with the wax having an acid value, and an interaction is effectively expressed.
具体的には、酸価を有するワックスは、結晶性樹脂の分子間をつなぐ橋渡しの役割を担う。結晶性樹脂分子の極性部位と酸価を有するワックスの極性部位とが相互作用している状況下、非晶性ポリエステル樹脂の分子末端に結合された脂肪族炭化水素部位は、酸価を有するワックスと親和することで、結晶性樹脂の分子間に入り込むことができる。その際、非晶性ポリエステル樹脂分子のエステル結合が結晶性樹脂分子の極性部位に近づき、相互作用を発現する。 Specifically, the wax with an acid value acts as a bridge between the molecules of the crystalline resin. When the polar sites of the crystalline resin molecule and the polar sites of the wax with an acid value interact with each other, the aliphatic hydrocarbon sites bonded to the ends of the molecules of the amorphous polyester resin have an affinity for the wax with an acid value and can penetrate between the molecules of the crystalline resin. At that time, the ester bond of the amorphous polyester resin molecule approaches the polar sites of the crystalline resin molecule, and an interaction occurs.
その結果、トナー粒子としての強度が高くなり、耐擦過性が良化すると考える。 As a result, it is believed that the strength of the toner particles will increase and their abrasion resistance will improve.
上記脂肪族化合物の添加量は、上記脂肪族化合物が縮合したポリエステル樹脂を構成するモノマーの合計質量100質量部に対して、0.10質量部以上10.0質量部以下含有されることが好ましく、0.10質量部以上5.0質量部以下含有されることがより好ましい。脂肪族化合物の添加量が上述の範囲にあることで、酸価を有するワックスの結晶化を阻害することなく、酸価を有するワックスとの相互作用を効果的に発現させることができる。 The amount of the aliphatic compound added is preferably 0.10 parts by mass or more and 10.0 parts by mass or less, and more preferably 0.10 parts by mass or more and 5.0 parts by mass or less, relative to 100 parts by mass of the total mass of the monomers constituting the polyester resin into which the aliphatic compound is condensed. By adding an amount of the aliphatic compound within the above range, it is possible to effectively express an interaction with a wax having an acid value without inhibiting the crystallization of the wax having an acid value.
本発明に用いられる脂肪族化合物は、特定の鎖長を有する脂肪族モノカルボン酸又は脂肪族モノアルコールであれば、その他は特に制限はされない。例えば、1級、2級、3級のいずれでも用いることができる。具体的には、脂肪族モノカルボン酸としては、メリシン酸、ラクセル酸、テトラコンタン酸、ペンタコンタン酸などが挙げられる。また、脂肪族モノアルコールとしては、メリシルアルコール、テトラコンタノール等が挙げられる。 The aliphatic compound used in the present invention is not particularly limited as long as it is an aliphatic monocarboxylic acid or an aliphatic monoalcohol having a specific chain length. For example, any of primary, secondary, and tertiary compounds can be used. Specific examples of aliphatic monocarboxylic acids include melissic acid, lactoseric acid, tetracontanoic acid, and pentacontanoic acid. Examples of aliphatic monoalcohols include melissic alcohol and tetracontanol.
脂肪族化合物をポリエステル樹脂の末端に縮合する方法は、特に限定されるわけではない。好適な態様としては、ポリエステル樹脂を製造する際、ポリエステル樹脂を構成するモノマーに脂肪族化合物を同時に添加し、縮重合を行うことが好ましい。これによって、ポリエステル樹脂の末端に、より均一に脂肪族化合物を縮合することができる。 There is no particular limitation on the method for condensing an aliphatic compound to the terminal of a polyester resin. In a preferred embodiment, when producing a polyester resin, an aliphatic compound is added simultaneously to the monomers that make up the polyester resin, and condensation polymerization is carried out. This allows the aliphatic compound to be condensed more uniformly to the terminal of the polyester resin.
本発明において、ポリエステル樹脂の製造方法については、特に制限されるものではなく、公知の方法を用いることができる。例えば、前述の2価のカルボン酸化合物および2価のアルコール化合物を、脂肪族モノカルボン酸又は脂肪族モノアルコールと同時に仕込み、エステル化反応またはエステル交換反応、および縮合反応を経て重合し、ポリエステル樹脂を製造する。また、ポリエステル樹脂を製造する際の重合温度は、特に制限されないが、180℃以上290℃以下の範囲が好ましい。ポリエステルユニットの重合に際しては、例えば、チタン系触媒、スズ系触媒、酢酸亜鉛、三酸化アンチモン、二酸化ゲルマニウム等の重合触媒を用いることができる。特に、本発明における結着樹脂は、チタン系触媒を使用して重合されたポリエステルユニットを含有することがより好ましい。チタン系触媒を使用することで、トナー内における帯電均一性が向上する。 In the present invention, the method for producing the polyester resin is not particularly limited, and known methods can be used. For example, the above-mentioned divalent carboxylic acid compound and divalent alcohol compound are charged simultaneously with an aliphatic monocarboxylic acid or an aliphatic monoalcohol, and polymerized through an esterification reaction or an ester exchange reaction and a condensation reaction to produce a polyester resin. The polymerization temperature when producing the polyester resin is not particularly limited, but is preferably in the range of 180°C to 290°C. For the polymerization of the polyester unit, for example, a polymerization catalyst such as a titanium-based catalyst, a tin-based catalyst, zinc acetate, antimony trioxide, or germanium dioxide can be used. In particular, it is more preferable that the binder resin in the present invention contains a polyester unit polymerized using a titanium-based catalyst. The use of a titanium-based catalyst improves the charging uniformity in the toner.
チタン化合物の具体例としては、チタンジイソプロピレートビストリエタノールアミネート〔Ti(C6H14O3N)2(C3H7O)2〕、チタンジイソプロピレートビスジエタノールアミネート〔Ti(C4H10O2N)2(C3H7O)2〕、チタンジペンチレートビストリエタノールアミネート〔Ti(C6H14O3N)2(C5H11O)2〕、チタンジエチレートビストリエタノールアミネート〔Ti(C6H14O3N)2(C2H5O)2〕、チタンジヒドロキシオクチレートビストリエタノールアミネート〔Ti(C6H14O3N)2(OHC8H16O)2〕、チタンジステアレートビストリエタノールアミネート〔Ti(C6H14O3N)2(C18H37O)2〕、チタントリイソプロピレートトリエタノールアミネート〔Ti(C6H14O3N)1(C3H7O)3〕、チタンモノプロピレートトリス(トリエタノールアミネート)〔Ti(C6H14O3N)3(C3H7O)1〕等が挙げられる。これらの中では、チタンジイソプロピレートビストリエタノールアミネート、チタンジイソプロピレートビスジエタノールアミネート及びチタンジペンチレートビストリエタノールアミネートが好ましい。 Specific examples of titanium compounds include titanium diisopropylate bistriethanol aminate [Ti( C6H14O3N ) 2 ( C3H7O ) 2 ], titanium diisopropylate bisdiethanol aminate [ Ti ( C4H10O2N ) 2 ( C3H7O )2], titanium dipentylate bistriethanol aminate [Ti( C6H14O3N ) 2 ( C5H11O ) 2 ], titanium diethylate bistriethanol aminate [ Ti (C6H14O3N ) 2 ( C2H5O ) 2 ] , titanium dihydroxyoctylate bistriethanol aminate [ Ti( C6H14O3N ) 2 ( C2H5O ) 2 ] , titanium diisopropyl ... ( OHC8H16O ) 2 ], titanium distearate bis(triethanol aminate) [Ti( C6H14O3N ) 2 ( C18H37O ) 2 ], titanium triisopropylate triethanol aminate [ Ti(C6H14O3N)1(C3H7O)3], titanium monopropylate tris(triethanol aminate) [Ti(C6H14O3N ) 3 ( C3H7O ) 1 ] , etc. Among these , titanium diisopropylate bis(triethanol aminate ) , titanium diisopropylate bis( diethanol aminate) and titanium dipentylate bis(triethanol aminate) are preferred.
この他のチタン触媒の具体例としては、テトラ-n-ブチルチタネート〔Ti(C4H9O)4〕、テトラプロピルチタネート〔Ti(C3H7O)4〕、テトラステアリルチタネート〔Ti(C18H37O)4〕、テトラミリスチルチタネート〔Ti(C14H29O)4〕、テトラオクチルチタネート〔Ti(C8H17O)4〕、ジオクチルジヒドロキシオクチルチタネート〔Ti(C8H17O)2(OHC8H16O)2〕、ジミリスチルジオクチルチタネート〔Ti(C14H29O)2(C8H17O)2〕等で挙げられる。これらの中ではテトラステアリルチタネート、テトラミリスチルチタネート、テトラオクチルチタネート及びジオクチルジヒドロキシオクチルチタネートが好ましい。これらは、例えば、ハロゲン化チタンを対応するアルコールと反応させることにより得ることができる。また、チタン化合物は、芳香族カルボン酸チタン化合物を含むことが、より好ましい。芳香族カルボン酸チタン化合物は、芳香族カルボン酸とチタンアルコキシドとが反応することにより得られるものであることが好ましい。また、芳香族カルボン酸としては、2価以上の芳香族カルボン酸(即ち、2つ以上のカルボキシル基を有する芳香族カルボン酸)及び/又は芳香族オキシカルボン酸であることが好ましい。上記の2価以上の芳香族カルボン酸としては、フタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸などのジカルボン酸類又はその無水物、トリメリット酸、ベンゾフェノンジカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ナフタレンジカルボン酸、ナフタレンテトラカルボン酸などの多価カルボン酸類又はその無水物、エステル化物等が挙げられる。また、上記芳香族オキシカルボン酸としては、サリチル酸、m-オキシ安息香酸、p-オキシカルボン酸、没食子酸、マンデル酸、トロパ酸等が挙げられる。これらの中でも、芳香族カルボン酸としては2価以上のカルボン酸を用いることがより好ましく、特に、イソフタル酸、テレフタル酸、トリメリット酸又はナフタレンジカルボン酸を用いることが好ましい。 Specific examples of other titanium catalysts include tetra-n-butyl titanate [Ti(C 4 H 9 O) 4 ], tetrapropyl titanate [Ti(C 3 H 7 O) 4 ], tetrastearyl titanate [Ti(C 18 H 37 O) 4 ], tetramyristyl titanate [Ti(C 14 H 29 O) 4 ], tetraoctyl titanate [Ti(C 8 H 17 O) 4 ], dioctyl dihydroxyoctyl titanate [Ti(C 8 H 17 O) 2 (OHC 8 H 16 O) 2 ], dimyristyl dioctyl titanate [Ti(C 14 H 29 O) 2 (C 8 H 17 O) 2 ], and the like. Among these, tetrastearyl titanate, tetramyristyl titanate, tetraoctyl titanate, and dioctyl dihydroxyoctyl titanate are preferred. These can be obtained, for example, by reacting titanium halide with the corresponding alcohol. In addition, it is more preferred that the titanium compound contains an aromatic carboxylic acid titanium compound. It is preferred that the aromatic carboxylic acid titanium compound is obtained by reacting an aromatic carboxylic acid with a titanium alkoxide. In addition, the aromatic carboxylic acid is preferably a divalent or higher aromatic carboxylic acid (i.e., an aromatic carboxylic acid having two or more carboxyl groups) and/or an aromatic oxycarboxylic acid. Examples of the divalent or higher aromatic carboxylic acid include dicarboxylic acids such as phthalic acid, isophthalic acid, and terephthalic acid, or their anhydrides, polyvalent carboxylic acids such as trimellitic acid, benzophenone dicarboxylic acid, benzophenone tetracarboxylic acid, naphthalene dicarboxylic acid, and naphthalene tetracarboxylic acid, or their anhydrides, esters, and the like. In addition, examples of the aromatic oxycarboxylic acid include salicylic acid, m-oxybenzoic acid, p-oxycarboxylic acid, gallic acid, mandelic acid, and tropic acid. Among these, it is more preferable to use a divalent or higher carboxylic acid as the aromatic carboxylic acid, and it is particularly preferable to use isophthalic acid, terephthalic acid, trimellitic acid or naphthalenedicarboxylic acid.
<無機微粒子>
本発明のトナーは、導電性トナーであっても良いし、絶縁性トナーでも良い。本発明のトナーは、必要に応じて無機微粒子を含有してもよい。無機微粒子は、トナー粒子に内添しても良いし、外添剤としてトナーと混合しても良い。
<Inorganic fine particles>
The toner of the present invention may be a conductive toner or an insulating toner. The toner of the present invention may contain inorganic fine particles as necessary. The inorganic fine particles may be added internally to the toner particles, or may be mixed with the toner as an external additive.
導電性トナーの場合、無機微粒子としては、カーボンブラック、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子、アルミナ微粒子又はそれらの複酸化物微粒子のような微粒子が挙げられる。無機粒子の中でも、カーボンブラックおよびシリカ微粒子が、流動性改良および導電性均一化のために好ましい。導電性トナーの体積抵抗率(Ω・cm)は、1.0×106以上3.0×106以下であることが好ましい。 In the case of conductive toner, examples of inorganic fine particles include fine particles such as carbon black, silica fine particles, titanium oxide fine particles, alumina fine particles, or composite oxide fine particles thereof. Among inorganic particles, carbon black and silica fine particles are preferred for improving flowability and making conductivity uniform. The volume resistivity (Ω·cm) of the conductive toner is preferably 1.0×10 6 or more and 3.0×10 6 or less.
絶縁性トナーの場合、無機微粒子としては、シリカ微粒子、酸化チタン微粒子、アルミナ微粒子又はそれらの複酸化物微粒子のような微粒子が挙げられる。無機微粒子の中でもシリカ微粒子及び酸化チタン微粒子が、流動性改良及び帯電均一化のために好ましい。 In the case of insulating toner, examples of inorganic fine particles include fine particles such as silica fine particles, titanium oxide fine particles, alumina fine particles, or composite oxide fine particles of these. Among inorganic fine particles, silica fine particles and titanium oxide fine particles are preferred for improving flowability and uniform charging.
無機微粒子は、シラン化合物、シリコーンオイル又はそれらの混合物のような疎水化剤で疎水化されていることが好ましい。 The inorganic fine particles are preferably hydrophobized with a hydrophobizing agent such as a silane compound, silicone oil, or a mixture thereof.
流動性を向上させる観点からは、外添剤としての無機微粒子は、比表面積が50m2/g以上400m2/g以下であることが好ましい。また、耐久安定性を向上させる観点からは、外添剤としての無機微粒子は、比表面積が10m2/g以上50m2/g以下であることが好ましい。流動性向上と耐久安定性とを両立させるために、比表面積が上記範囲の無機微粒子を併用してもよい。 From the viewpoint of improving fluidity, the inorganic fine particles as an external additive preferably have a specific surface area of 50 m2 /g or more and 400 m2 /g or less. From the viewpoint of improving durability and stability, the inorganic fine particles as an external additive preferably have a specific surface area of 10 m2 /g or more and 50 m2 /g or less. In order to achieve both improved fluidity and durability and stability, inorganic fine particles having a specific surface area in the above range may be used in combination.
外添剤の含有量は、トナー粒子100質量部に対して、0.1質量部以上10.0質量部以下であることが好ましい。トナー粒子と外添剤との混合は、ヘンシェルミキサーのような公知の混合機を用いることができる。 The content of the external additive is preferably 0.1 parts by mass or more and 10.0 parts by mass or less per 100 parts by mass of the toner particles. The toner particles and the external additive can be mixed using a known mixer such as a Henschel mixer.
<着色剤>
本発明のトナーは磁性トナーであっても良いし、非磁性トナーであっても良い。
<Coloring Agent>
The toner of the present invention may be a magnetic toner or a non-magnetic toner.
本発明のトナーを非磁性トナーとして用いる場合には、必要に応じて、着色剤としてカーボンブラックやその他、従来知られているあらゆる顔料や染料の一種又は二種以上を用いることができる。着色剤の添加量は結着樹脂100.0質量部に対して、0.1質量部以上100.0質量部以下が好ましく、より好ましくは0.5質量部以上95.0質量部以下である。 When the toner of the present invention is used as a non-magnetic toner, carbon black or any other conventionally known pigment or dye may be used as a colorant as necessary. The amount of colorant added is preferably 0.1 parts by mass or more and 100.0 parts by mass or less, more preferably 0.5 parts by mass or more and 95.0 parts by mass or less, relative to 100.0 parts by mass of the binder resin.
本発明のトナーを磁性トナーとして用いる場合には、磁性酸化鉄粒子を用いることができる。具体的には、マグネタイト、マグヘマイト、フェライトなどの磁性酸化鉄粒子、及び他の金属酸化物を含む磁性酸化鉄粒子等が挙げられる。従来、四三酸化鉄(Fe3O4)、三二酸化鉄(γ-Fe2O3)、酸化鉄亜鉛(ZnFe2O4)、酸化鉄イットリウム(Y3Fe5O12)、酸化鉄カドミウム(Cd3Fe2O4)、酸化鉄ガドリニウム(Gd3Fe5O12)、酸化鉄銅(CuFe2O4)、酸化鉄鉛(PbFe12O19)、酸化鉄ニッケル(NiFe2O4)、酸化鉄ネオジム(NdFe2O3)、酸化鉄バリウム(BaFe12O19)、酸化鉄マグネシウム(MgFe2O4)、酸化鉄マンガン(MnFe2O4)、酸化鉄ランタン(LaFeO3)、鉄粉(Fe)等が知られている。特に好適な磁性酸化鉄粒子は四三酸化鉄又はγ三二酸化鉄の微粉末である。また上述した磁性酸化鉄粒子を単独で或いは2種以上の組合せで選択使用することもできる。 When the toner of the present invention is used as a magnetic toner, magnetic iron oxide particles can be used. Specific examples of the magnetic iron oxide particles include magnetite, maghemite, ferrite, and other magnetic iron oxide particles containing other metal oxides. Conventionally, iron oxide black (Fe 3 O 4 ), iron sesquioxide (γ-Fe 2 O 3 ), zinc iron oxide (ZnFe 2 O 4 ), yttrium iron oxide (Y 3 Fe 5 O 12 ), cadmium iron oxide (Cd 3 Fe 2 O 4 ), gadolinium iron oxide (Gd 3 Fe 5 O 12 ), copper iron oxide (CuFe 2 O 4 ), lead iron oxide (PbFe 12 O 19 ), nickel iron oxide (NiFe 2 O 4 ), neodymium iron oxide (NdFe 2 O 3 ), barium iron oxide (BaFe 12 O 19 ), magnesium iron oxide (MgFe 2 O 4 ), manganese iron oxide (MnFe 2 O 4 ), lanthanum iron oxide (LaFeO 3 ), iron powder (Fe), etc. Particularly suitable magnetic iron oxide particles are fine powders of iron tetroxide or gamma ferric oxide. The above-mentioned magnetic iron oxide particles can be used alone or in combination of two or more kinds.
本発明のトナーに使用される磁性酸化鉄粒子の形状は、トナー中の分散性がより良好でフィラー効果が発現しやすい八面体がより好ましい。 The shape of the magnetic iron oxide particles used in the toner of the present invention is preferably an octahedron, which has better dispersibility in the toner and is more likely to exhibit a filler effect.
<トナーの粒径>
本発明のトナーは、その粒径は特に制限されないが、大きい粒子での高速印刷でより優れた効果が発揮される。トナーの重量平均粒径(D4)が10.0μm以上20.0μm以下であることが好ましく、12.0μm以上18.0μm以下であることがより好ましい。トナー粒径が上述した範囲であると、電界追従性が向上し、ドット再現性が良化する。
<Toner particle size>
The toner of the present invention is not particularly limited in particle size, but larger particles are more effective in high-speed printing. The weight average particle size (D4) of the toner is preferably 10.0 μm or more and 20.0 μm or less, and more preferably 12.0 μm or more and 18.0 μm or less. When the toner particle size is in the above-mentioned range, the electric field tracking property is improved, and the dot reproducibility is improved.
<トナーの軟化点>
本発明のトナーの軟化点は70℃以上130℃以下が好ましい。さらに好ましくは100℃以上120℃以下である。軟化点が上述した範囲内であると、前述した本発明のワックスが画像形成時に画像表面に過多となることを抑制でき、低温定着性と印刷物の耐摩耗性を両立させることができる。
<Softening Point of Toner>
The softening point of the toner of the present invention is preferably from 70° C. to 130° C., and more preferably from 100° C. to 120° C. When the softening point is within the above-mentioned range, the above-mentioned wax of the present invention can be prevented from being excessive on the image surface during image formation, and low-temperature fixability and abrasion resistance of printed matter can be achieved at the same time.
<トナーの製造方法>
本発明のトナーについては、その製造方法は特に制限されず、粉砕法、懸濁重合法、溶解懸濁法、乳化凝集法、分散重合法などの公知の方法を用いることができる。
<Toner Manufacturing Method>
The method for producing the toner of the present invention is not particularly limited, and known methods such as a pulverization method, a suspension polymerization method, a dissolution suspension method, an emulsion aggregation method, and a dispersion polymerization method can be used.
以下、粉砕法でのトナー製造手順について説明する。 The procedure for producing toner using the pulverization method is explained below.
原料混合工程では、トナー粒子を構成する材料として、例えば、結着樹脂、ワックス、着色剤、必要に応じて荷電制御剤等の他の成分を所定量秤量して配合し、混合する。混合装置の一例としては、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウタミキサ、メカノハイブリッド(日本コークス工業株式会社製)などが挙げられる。 In the raw material mixing process, materials constituting the toner particles, such as binder resin, wax, colorant, and other components such as charge control agent if necessary, are weighed out in predetermined amounts, blended, and mixed. Examples of mixing devices include a double con mixer, V-type mixer, drum type mixer, super mixer, Henschel mixer, Nauta mixer, and Mechano Hybrid (manufactured by Nippon Coke and Engineering Co., Ltd.).
次に、混合した材料を溶融混練して、結着樹脂中にワックス等を分散させる。その溶融混練工程では、加圧ニーダー、バンバリィミキサーの如きバッチ式練り機や、連続式の練り機を用いることができ、連続生産できる優位性から、1軸又は2軸押出機が主流となっている。例えば、KTK型2軸押出機(神戸製鋼所社製)、TEM型2軸押出機(東芝機械社製)、PCM混練機(池貝鉄工製)、2軸押出機(ケイ・シー・ケイ社製)、コ・ニーダー(ブス社製)、ニーデックス(日本コークス工業株式会社製)などが挙げられる。更に、溶融混練することによって得られる樹脂組成物は、2本ロール等で圧延され、冷却工程で水などによって冷却してもよい。 Next, the mixed materials are melt-kneaded to disperse the wax in the binder resin. In the melt-kneading process, a batch kneader such as a pressure kneader or a Banbury mixer, or a continuous kneader can be used, and single-screw or twin-screw extruders are the mainstream due to their advantage of continuous production. Examples include a KTK twin-screw extruder (manufactured by Kobe Steel, Ltd.), a TEM twin-screw extruder (manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.), a PCM kneader (manufactured by Ikegai Iron Works), a twin-screw extruder (manufactured by KCK Corporation), a Co-Kneader (manufactured by Buss Co., Ltd.), and a Kneadex (manufactured by Nippon Coke and Engineering Co., Ltd.). Furthermore, the resin composition obtained by melt-kneading may be rolled with a twin roll or the like and cooled with water in a cooling process.
ついで、樹脂組成物の冷却物は、粉砕工程で所望の粒径にまで粉砕される。粉砕工程では、例えば、クラッシャー、ハンマーミル、フェザーミルの如き粉砕機で粗粉砕した後、更に、例えば、クリプトロンシステム(川崎重工業社製)、スーパーローター(日清エンジニアリング社製)、ターボ・ミル(ターボ工業製)やエアージェット方式による微粉砕機で微粉砕する。 The cooled resin composition is then pulverized to the desired particle size in a pulverization process. In the pulverization process, the resin composition is coarsely pulverized using a pulverizer such as a crusher, hammer mill, or feather mill, and then further pulverized using a pulverizer such as a Cryptron System (manufactured by Kawasaki Heavy Industries, Ltd.), a Super Rotor (manufactured by Nisshin Engineering Co., Ltd.), a Turbo Mill (manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd.), or an air jet type pulverizer.
その後、必要に応じて慣性分級方式のエルボージェット(日鉄鉱業社製)、遠心力分級方式のターボプレックス(ホソカワミクロン社製)、TSPセパレータ(ホソカワミクロン社製)、ファカルティ(ホソカワミクロン社製)の如き分級機や篩分機を用いて分級する。 Then, if necessary, the mixture is classified using a classifier or sieve such as an inertial classification system such as Elbow Jet (manufactured by Nittetsu Mining Co., Ltd.), a centrifugal classification system such as Turboplex (manufactured by Hosokawa Micron Corporation), TSP Separator (manufactured by Hosokawa Micron Corporation), or Faculty (manufactured by Hosokawa Micron Corporation).
更に必要に応じて、トナー粒子の表面に外添剤が外添処理される。外添剤を外添処理する方法としては、分級されたトナーと公知の各種外添剤を所定量配合し、ダブルコン・ミキサー、V型ミキサー、ドラム型ミキサー、スーパーミキサー、ヘンシェルミキサー、ナウタミキサ、メカノハイブリッド(日本コークス工業株式会社製)、ノビルタ(ホソカワミクロン株式会社製)等の混合装置を外添機として用いて、撹拌・混合する方法が挙げられる。 If necessary, an external additive is added to the surface of the toner particles. Methods for adding an external additive include blending the classified toner with a predetermined amount of various known external additives, and stirring and mixing the resulting mixture using a mixing device such as a double con mixer, V-type mixer, drum mixer, super mixer, Henschel mixer, Nauta mixer, Mechano Hybrid (manufactured by Nippon Coke & Engineering Co., Ltd.), or Nobilta (manufactured by Hosokawa Micron Corporation) as an external additive machine.
トナー粒子及び原材料の各種物性の測定方法について以下に説明する。 The methods for measuring various physical properties of toner particles and raw materials are explained below.
<トナーからの各材料の分離方法>
トナーに含まれる各材料の溶剤への溶解度の差を利用して、トナーから各材料を分離することができる。
第一分離:100℃のメチルエチルケトン(MEK)にトナー(結晶性樹脂、ワックス、着色剤、無機微粒子など)を溶解させ、可溶分(結晶性樹脂、ワックス)と不溶分(着色剤、無機微粒子など)を分離する。
第二分離:23℃のクロロホルムに、第一分離で得られた可溶分(結晶性樹脂、ワックス)を溶解させ、可溶分(結晶性樹脂)と不溶分(ワックス)を分離する。
<Method of separating each material from toner>
By utilizing the difference in solubility of each material contained in the toner in a solvent, each material can be separated from the toner.
First separation: Toner (crystalline resin, wax, colorant, inorganic fine particles, etc.) is dissolved in methyl ethyl ketone (MEK) at 100° C., and the soluble matter (crystalline resin, wax) and insoluble matter (colorant, inorganic fine particles, etc.) are separated.
Second separation: The soluble matter (crystalline resin, wax) obtained in the first separation is dissolved in chloroform at 23° C., and the soluble matter (crystalline resin) and the insoluble matter (wax) are separated.
<結晶性樹脂中の各種重合性単量体に由来するモノマーユニットの割合の測定方法>
結晶性樹脂中の各種重合性単量体に由来するモノマーユニットの含有割合の測定は、1H-NMRにより以下の条件にて行う。
測定装置 :FT NMR装置 JNM-EX400(日本電子社製)
測定周波数:400MHz
パルス条件:5.0μs
周波数範囲:10500Hz
積算回数 :64回
測定温度 :30℃
試料 :測定試料50mgを内径5mmのサンプルチューブに入れ、溶媒として重クロロホルム(CDCl3)を添加し、これを40℃の恒温槽内で溶解させて調製する。
<Method for measuring the proportion of monomer units derived from various polymerizable monomers in a crystalline resin>
The content of monomer units derived from various polymerizable monomers in the crystalline resin is measured by 1 H-NMR under the following conditions.
Measuring device: FT NMR device JNM-EX400 (manufactured by JEOL Ltd.)
Measurement frequency: 400MHz
Pulse condition: 5.0 μs
Frequency range: 10,500 Hz
Number of measurements: 64 Measurement temperature: 30°C
Sample: 50 mg of a measurement sample is placed in a sample tube with an inner diameter of 5 mm, deuterated chloroform (CDCl 3 ) is added as a solvent, and this is dissolved in a thermostatic chamber at 40° C. to prepare a sample.
得られた1H-NMRチャートより、例えば、重合体においては、第一の重合性単量体に由来するモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークの中から、他に由来するモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークとは独立したピークを選択し、このピークの積分値S1を算出する。 From the obtained 1H -NMR chart, for example, in the case of a polymer, a peak independent of peaks attributable to components of monomer units derived from the first polymerizable monomer is selected, and an integral value S1 of this peak is calculated.
同様に、第二の重合性単量体に由来するモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークの中から、他に由来するモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークとは独立したピークを選択し、このピークの積分値S2を算出する。 Similarly, from the peaks attributable to the components of the monomer unit derived from the second polymerizable monomer, a peak independent of the peaks attributable to the components of the monomer units derived from the other monomer units is selected, and the integral value S2 of this peak is calculated.
さらに、第三の重合性単量体を使用している場合は、第三の重合性単量体に由来するモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークから、他に由来するモノマーユニットの構成要素に帰属されるピークとは独立したピークを選択し、このピークの積分値S3を算出する。 Furthermore, in the case where a third polymerizable monomer is used, a peak independent of the peaks attributable to the constituent elements of the monomer unit derived from the third polymerizable monomer is selected from the peaks attributable to the constituent elements of the monomer unit derived from the other monomer units, and the integral value S3 of this peak is calculated.
第一の重合性単量体に由来するモノマーユニットの含有割合は、上記積分値S1、S2及びS3を用いて、以下のようにして求める。なお、n1、n2、n3はそれぞれの部位について着眼したピークが帰属される構成要素における水素の数である。 The content ratio of the monomer unit derived from the first polymerizable monomer is determined as follows using the above integral values S1 , S2 , and S3 , where n1 , n2 , and n3 are the numbers of hydrogen atoms in the constituent elements to which the peaks of interest for each site belong.
第一の重合性単量体に由来するモノマーユニットの含有割合(モル%)=
{(S1/n1)/((S1/n1)+(S2/n2)+(S3/n3))}×100
同様に、第二の重合性単量体、第三の重合性単量体に由来するモノマーユニットの含有割合は以下のように求める。
Content (mol %) of monomer unit derived from first polymerizable monomer=
{(S 1 /n 1 )/((S 1 /n 1 )+(S 2 /n 2 )+(S 3 /n 3 ))}×100
Similarly, the content ratios of the monomer units derived from the second polymerizable monomer and the third polymerizable monomer are determined as follows.
第二の重合性単量体に由来するモノマーユニットの含有割合(モル%)=
{(S2/n2)/((S1/n1)+(S2/n2)+(S3/n3))}×100
第三の重合性単量体に由来するモノマーユニットの含有割合(モル%)=
{(S3/n3)/((S1/n1)+(S2/n2)+(S3/n3))}×100
Content (mol %) of monomer unit derived from second polymerizable monomer=
{(S 2 /n 2 )/((S 1 /n 1 )+(S 2 /n 2 )+(S 3 /n 3 ))}×100
Content (mol%) of monomer unit derived from third polymerizable monomer=
{(S 3 /n 3 )/((S 1 /n 1 )+(S 2 /n 2 )+(S 3 /n 3 ))}×100
なお、上記重合体において、ビニル基以外の構成要素に水素原子が含まれない重合性単量体が使用されている場合は、13C-NMRを用いて測定原子核を13Cとし、シングルパルスモードにて測定を行い、1H-NMRにて同様にして算出する。 In the case where the polymer contains a polymerizable monomer that does not contain hydrogen atoms in any of its constituent elements other than the vinyl group, the measurement is performed in single pulse mode using 13C -NMR with 13C as the measurement nucleus, and the calculation is performed in the same manner using 1H -NMR.
<ワックスの酸価の測定>
酸価は試料1gに含まれる酸を中和するために必要な水酸化カリウムのmg数である。酸価はJIS K 0070-1992に準じ、以下のように測定する。
<Measurement of Wax Acid Value>
The acid value is the number of milligrams of potassium hydroxide required to neutralize the acid contained in 1 g of a sample. The acid value is measured in accordance with JIS K 0070-1992 as follows.
(1)試薬の準備
フェノールフタレイン1.0gをエチルアルコール(95体積%)90mLに溶かし、イオン交換水を加えて100mLとし、フェノールフタレイン溶液を得る。
(1) Preparation of Reagents 1.0 g of phenolphthalein was dissolved in 90 mL of ethyl alcohol (95% by volume), and ion-exchanged water was added to make 100 mL to obtain a phenolphthalein solution.
特級水酸化カリウム7gを5mLの水に溶かし、エチルアルコール(95体積%)を加えて1Lとする。炭酸ガス等に触れないように、耐アルカリ性の容器に入れて3日間放置後、濾過して、水酸化カリウム溶液を得る。得られた水酸化カリウム溶液は、耐アルカリ性の容器に保管する。上記水酸化カリウム溶液のファクターは、0.1モル/L塩酸25mLを三角フラスコに取り、上記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、上記水酸化カリウム溶液で滴定し、中和に要した上記水酸化カリウム溶液の量から求める。上記0.1モル/L塩酸は、JIS K 8001-1998に準じて作成されたものを用いる。 Dissolve 7 g of special grade potassium hydroxide in 5 mL of water and add ethyl alcohol (95% by volume) to make 1 L. Place in an alkali-resistant container to avoid contact with carbon dioxide, etc., leave for 3 days, then filter to obtain potassium hydroxide solution. Store the resulting potassium hydroxide solution in an alkali-resistant container. The factor of the potassium hydroxide solution is determined by placing 25 mL of 0.1 mol/L hydrochloric acid in an Erlenmeyer flask, adding several drops of the phenolphthalein solution, and titrating with the potassium hydroxide solution, from the amount of potassium hydroxide solution required for neutralization. The 0.1 mol/L hydrochloric acid used is prepared in accordance with JIS K 8001-1998.
(2)操作
(A)本試験
粉砕した試料2.0gを200mLの三角フラスコに精秤し、トルエン/エタノール(2:1)の混合溶液100mLを加え、5時間かけて溶解する。次いで、指示薬として上記フェノールフタレイン溶液を数滴加え、上記水酸化カリウム溶液を用いて滴定する。なお、滴定の終点は、指示薬の薄い紅色が約30秒間続いたときとする。
(2) Procedure (A) Main test 2.0 g of the crushed sample is accurately weighed into a 200 mL Erlenmeyer flask, and 100 mL of a mixed solution of toluene/ethanol (2:1) is added and dissolved over 5 hours. Next, several drops of the above phenolphthalein solution are added as an indicator, and titration is performed using the above potassium hydroxide solution. The end point of the titration is when the light red color of the indicator continues for about 30 seconds.
(B)空試験
試料を用いない(即ちトルエン/エタノール(2:1)の混合溶液のみとする)以外は、上記操作と同様の滴定を行う。
(B) Blank Test: A titration is carried out in the same manner as above, except that no sample is used (i.e., only a mixed solution of toluene/ethanol (2:1) is used).
(3)得られた結果を下記式に代入して、酸価を算出する。
A=[(C-B)×f×5.61]/S
ここで、A:酸価(mgKOH/g)、B:空試験の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)、C:本試験の水酸化カリウム溶液の添加量(mL)、f:水酸化カリウム溶液のファクター、S:試料の質量(g)である。
(3) The obtained result is substituted into the following formula to calculate the acid value.
A=[(CB)×f×5.61]/S
Here, A is the acid value (mg KOH/g), B is the amount of potassium hydroxide solution added for the blank test (mL), C is the amount of potassium hydroxide solution added for the main test (mL), f is the factor of the potassium hydroxide solution, and S is the mass of the sample (g).
<結晶性樹脂の示差走査型熱量測定法(DSC)により測定される吸熱ピークのピークトップ温度測定方法>
<ワックスの示差走査型熱量測定法(DSC)により測定される吸熱ピークのピークトップ温度測定方法>
結晶性樹脂の示差走査型熱量測定法(DSC)により測定される吸熱ピークのピークトップ温度及び、ワックスの示差走査型熱量測定法(DSC)により測定される吸熱ピークのピークトップ温度は、示差走査熱量分析装置「Q2000」(TA Instruments社製)を用いてASTM D3418-82に準じて測定する。
<Method for measuring the peak top temperature of the endothermic peak measured by differential scanning calorimetry (DSC) of a crystalline resin>
<Method for measuring the peak top temperature of the endothermic peak measured by differential scanning calorimetry (DSC) of wax>
The peak top temperature of the endothermic peak of the crystalline resin measured by differential scanning calorimetry (DSC) and the peak top temperature of the endothermic peak of the wax measured by differential scanning calorimetry (DSC) are measured in accordance with ASTM D3418-82 using a differential scanning calorimeter "Q2000" (manufactured by TA Instruments).
装置検出部の温度補正はインジウムと亜鉛の融点を用い、熱量の補正についてはインジウムの融解熱を用いる。 The melting points of indium and zinc are used to correct the temperature of the device's detection section, and the heat of fusion of indium is used to correct the amount of heat.
具体的には、試料約3mgを精秤し、アルミニウム製のパンの中に入れ、リファレンスとして空のアルミニウム製のパンを用いて、以下の条件で測定する。
昇温速度:10℃/min
測定開始温度:30℃
測定終了温度:180℃
Specifically, about 3 mg of a sample is precisely weighed and placed in an aluminum pan, and measurement is performed under the following conditions using an empty aluminum pan as a reference.
Heating rate: 10° C./min
Measurement start temperature: 30℃
Measurement end temperature: 180°C
測定範囲30~180℃の間で、昇温速度10℃/minで測定を行う。一度180℃まで昇温させ10分間保持し、続いて30℃まで降温し、その後に再度昇温を行う。この2度目の昇温過程で、温度30℃~150℃の範囲における温度―吸熱量曲線から、結晶性樹脂及びワックスのピークトップ温度を算出する。 Measurements are performed in the measurement range of 30 to 180°C at a heating rate of 10°C/min. The temperature is raised to 180°C once and held for 10 minutes, then cooled to 30°C, and then heated again. During this second heating process, the peak top temperatures of the crystalline resin and wax are calculated from the temperature-endothermic curve in the temperature range of 30°C to 150°C.
<結晶性樹脂、結着樹脂、トナーの軟化点>
結晶性樹脂、結着樹脂、トナーの軟化点は、定荷重押し出し方式の細管式レオメータ「流動特性評価装置 フローテスターCFT-500D」(島津製作所社製)を用い、装置付属のマニュアルに従って測定する。
<Softening points of crystalline resin, binder resin, and toner>
The softening points of the crystalline resin, binder resin, and toner are measured using a constant load extrusion type capillary rheometer "Flow characteristic evaluation device Flow Tester CFT-500D" (manufactured by Shimadzu Corporation) according to the manual that comes with the device.
本装置では、測定試料の上部からピストンによって一定荷重を加えつつ、シリンダに充填した測定試料を昇温させて溶融し、シリンダ底部のダイから溶融された測定試料を押し出し、この際のピストン降下量と温度との関係を示す流動曲線を得る。 In this device, a constant load is applied from above the measurement sample using a piston, while the measurement sample filled in a cylinder is heated and melted, and the molten measurement sample is extruded from a die at the bottom of the cylinder, obtaining a flow curve that shows the relationship between the amount of piston descent and temperature.
本発明においては、「流動特性評価装置 フローテスターCFT-500D」に付属のマニュアルに記載の「1/2法における溶融温度」を軟化点とする。尚、1/2法における溶融温度とは、次のようにして算出されたものである。まず、流出が終了した時点におけるピストンの降下量Smaxと、流出が開始した時点におけるピストンの降下量Sminとの差の1/2を求める(これをXとする。X=(Smax-Smin)/2)。そして、流動曲線においてピストンの降下量がXとSminの和となるときの流動曲線の温度が、1/2法における溶融温度である。 In the present invention, the softening point is the "melting temperature in the 1/2 method" described in the manual attached to the "Flow characteristic evaluation device Flow Tester CFT-500D." The melting temperature in the 1/2 method is calculated as follows. First, find 1/2 of the difference between the piston descent amount Smax at the time when the outflow ends and the piston descent amount Smin at the time when the outflow starts (this is called X. X = (Smax - Smin) / 2). Then, the temperature of the flow curve when the piston descent amount on the flow curve is the sum of X and Smin is the melting temperature in the 1/2 method.
測定試料は、1.0gの結着樹脂を、25℃の環境下で、錠剤成型圧縮機(NT-100H、エヌピーエーシステム社製)を用いて約10MPaで、約60秒間圧縮成型し、直径約8mmの円柱状としたものを用いる。 The measurement sample was prepared by compressing 1.0 g of binder resin at approximately 10 MPa for approximately 60 seconds using a tablet compression machine (NT-100H, manufactured by NPA Systems) in an environment of 25°C, and forming it into a cylindrical shape with a diameter of approximately 8 mm.
CFT-500Dの測定条件は、以下の通りである。
試験モード:昇温法
開始温度:30℃
到達温度:200℃
測定間隔:1.0℃
昇温速度:4.0℃/min
ピストン断面積:1.000cm2
試験荷重(ピストン荷重):10.0kgf(0.9807MPa)
予熱時間:300秒
ダイの穴の直径:1.0mm
ダイの長さ:1.0mm
The measurement conditions for CFT-500D are as follows.
Test mode: Heating method Starting temperature: 30°C
Achieved temperature: 200℃
Measurement interval: 1.0°C
Heating rate: 4.0° C./min
Piston cross-sectional area: 1.000 cm2
Test load (piston load): 10.0 kgf (0.9807 MPa)
Preheat time: 300 seconds Die hole diameter: 1.0 mm
Die length: 1.0 mm
<トナーの重量平均粒径(D4)測定>
トナーの重量平均粒径(D4)は、100μmのアパーチャーチューブを備えた細孔電気抵抗法による精密粒度分布測定装置「コールター・カウンター Multisizer3」(登録商標、ベックマン・コールター社製)と、測定条件設定及び測定データ解析をするための付属の専用ソフト「ベックマン・コールター Multisizer 3 Version3.51」(ベックマン・コールター社製)を用いて、実効測定チャンネル数2万5千チャンネルで測定し、測定データの解析を行い、算出する。
<Measurement of Weight Average Particle Size (D4) of Toner>
The weight average particle diameter (D4) of the toner is measured with an effective measurement channel number of 25,000 channels using a precision particle size distribution measuring device using a capillary electrical resistance method equipped with a 100 μm aperture tube, “Coulter Counter Multisizer 3” (registered trademark, manufactured by Beckman Coulter, Inc.), and the accompanying dedicated software for setting measurement conditions and analyzing measurement data, “Beckman Coulter Multisizer 3 Version 3.51” (manufactured by Beckman Coulter, Inc.), and the measurement data is analyzed and calculated.
測定に使用する電解水溶液は、特級塩化ナトリウムをイオン交換水に溶解して濃度が約1質量%となるようにしたもの、例えば、「ISOTON II」(ベックマン・コールター社製)が使用できる。 The electrolyte solution used for the measurements is one in which special grade sodium chloride is dissolved in ion-exchanged water to give a concentration of approximately 1% by mass, for example "ISOTON II" (manufactured by Beckman Coulter).
尚、測定、解析を行う前に、以下のように専用ソフトの設定を行う。 Before performing measurements and analysis, configure the dedicated software as follows:
専用ソフトの「標準測定方法(SOM)を変更画面」において、コントロールモードの総カウント数を50000粒子に設定し、測定回数を1回、Kd値は「標準粒子10.0μm」(ベックマン・コールター社製)を用いて得られた値を設定する。閾値/ノイズレベルの測定ボタンを押すことで、閾値とノイズレベルを自動設定する。また、カレントを1600μAに、ゲインを2に、電解液をISOTON IIに設定し、測定後のアパーチャーチューブのフラッシュにチェックを入れる。 In the "Change Standard Measurement Method (SOM) screen" of the dedicated software, set the total count number in control mode to 50,000 particles, the number of measurements to 1, and the Kd value to the value obtained using "Standard Particle 10.0 μm" (manufactured by Beckman Coulter). Press the threshold/noise level measurement button to automatically set the threshold and noise level. Also, set the current to 1600 μA, the gain to 2, the electrolyte to ISOTON II, and check the aperture tube flush after measurement.
専用ソフトの「パルスから粒径への変換設定画面」において、ビン間隔を対数粒径に、粒径ビンを256粒径ビンに、粒径範囲を2μmから60μmまでに設定する。 In the dedicated software's "Pulse to particle size conversion setting screen," set the bin interval to logarithmic particle size, the particle size bin to 256 particle size bins, and the particle size range to 2 μm to 60 μm.
具体的な測定法は以下の通りである。
(1)Multisizer 3専用のガラス製250mL丸底ビーカーに前記電解水溶液約200mLを入れ、サンプルスタンドにセットし、スターラーロッドの撹拌を反時計回りで24回転/秒にて行う。そして、専用ソフトの「アパーチャーのフラッシュ」機能により、アパーチャーチューブ内の汚れと気泡を除去しておく。
(2)ガラス製の100mL平底ビーカーに前記電解水溶液約30mLを入れ、この中に分散剤として「コンタミノンN」(非イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、有機ビルダーからなるpH7の精密測定器洗浄用中性洗剤の10質量%水溶液、和光純薬工業社製)をイオン交換水で3質量倍に希釈した希釈液を約0.3mL加える。
(3)発振周波数50kHzの発振器2個を、位相を180度ずらした状態で内蔵し、電気的出力120Wの超音波分散器「Ultrasonic Dispersion System Tetora150」(日科機バイオス社製)の水槽内に所定量のイオン交換水を入れ、この水槽中に前記コンタミノンNを約2mL添加する。
(4)前記(2)のビーカーを前記超音波分散器のビーカー固定穴にセットし、超音波分散器を作動させる。そして、ビーカー内の電解水溶液の液面の共振状態が最大となるようにビーカーの高さ位置を調整する。
(5)前記(4)のビーカー内の電解水溶液に超音波を照射した状態で、トナー約10mgを少量ずつ前記電解水溶液に添加し、分散させる。そして、さらに60秒間超音波分散処理を継続する。尚、超音波分散にあたっては、水槽の水温が10℃以上40℃以下となる様に適宜調節する。
(6)サンプルスタンド内に設置した前記(1)丸底ビーカーに、ピペットを用いてトナーを分散した前記(5)電解水溶液を滴下し、測定濃度が約5%となるように調整する。そして、測定粒子数が50000個になるまで測定を行う。
(7)測定データを装置付属の前記専用ソフトにて解析を行い、重量平均粒径(D4)を算出する。尚、専用ソフトでグラフ/体積%と設定したときの、分析/体積統計値(算術平均)画面の「平均径」が重量平均粒径(D4)である。
The specific measurement method is as follows.
(1) Pour about 200 mL of the electrolyte solution into a 250 mL round-bottom glass beaker for use with the Multisizer 3, set it on the sample stand, and stir the stirrer rod counterclockwise at 24 rotations per second. Then, remove dirt and air bubbles from inside the aperture tube using the "aperture flush" function of the dedicated software.
(2) Approximately 30 mL of the aqueous electrolyte solution is placed in a 100-mL flat-bottom glass beaker, and approximately 0.3 mL of a dilution obtained by diluting "Contaminon N" (a 10% by weight aqueous solution of a neutral detergent for cleaning precision measuring instruments, consisting of a nonionic surfactant, an anionic surfactant, and an organic builder, having a pH of 7, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) three times by weight with ion-exchanged water is added thereto as a dispersant.
(3) A predetermined amount of ion-exchanged water is placed in the water tank of an ultrasonic disperser "Ultrasonic Dispersion System Tetora 150" (manufactured by Nikkaki Bios Co., Ltd.) having two built-in oscillators with an oscillation frequency of 50 kHz and a phase shift of 180 degrees and an electrical output of 120 W, and about 2 mL of the Contaminon N is added to this water tank.
(4) The beaker of (2) is set in the beaker fixing hole of the ultrasonic disperser, and the ultrasonic disperser is operated. Then, the height position of the beaker is adjusted so that the resonance state of the liquid surface of the electrolytic solution in the beaker is maximized.
(5) In a state where the electrolyte solution in the beaker in (4) is irradiated with ultrasonic waves, about 10 mg of toner is added little by little to the electrolyte solution and dispersed. Then, ultrasonic dispersion treatment is continued for another 60 seconds. During ultrasonic dispersion, the water temperature in the water tank is appropriately adjusted so as to be 10°C or higher and 40°C or lower.
(6) The electrolytic solution (5) in which the toner is dispersed is dropped using a pipette into the round-bottom beaker (1) placed in the sample stand, and the measurement concentration is adjusted to about 5%. Then, the measurement is continued until the number of particles measured reaches 50,000.
(7) The measurement data is analyzed using the dedicated software that comes with the device, and the weight-average particle size (D4) is calculated. Note that when the dedicated software is set to Graph/Volume %, the "Average diameter" on the Analysis/Volume Statistics (Arithmetic Mean) screen is the weight-average particle size (D4).
以上、本発明の基本的な構成と特色について述べたが、以下、実施例に基づいて具体的に本願発明について説明する。しかし、本発明は何らこれに限定されるものではない。 The basic configuration and features of the present invention have been described above. The present invention will now be described in detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.
<結晶性樹脂1の製造例>
・溶媒:トルエン 100.0質量部
・単量体組成物 100.0質量部
(単量体組成物は以下のアクリル酸ベヘニル・アクリロニトリル・スチレンを以下に示す割合で混合したものとする。)
・アクリル酸ベヘニル(第一の重合性単量体):50.00質量部
・アクリロニトリル(第二の重合性単量体):35.00質量部
・スチレン(第三の重合性単量体):15.00質量部
・重合開始剤 t-ブチルパーオキシピバレート(日油社製:パーブチルPV):0.5質量部
還流冷却管、撹拌機、温度計、窒素導入管を備えた反応容器に、窒素雰囲気下、上記材料を投入した。反応容器内を200rpmで撹拌しながら、70℃に加熱して20時間重合反応を行い、単量体組成物の重合体がトルエンに溶解した溶解液を得た。続いて、上記溶解液を24℃まで降温した後、1000.0質量部のメタノール中に上記溶解液を撹拌しながら投入し、メタノール不溶分を沈殿させた。得られたメタノール不溶分をろ別し、さらにメタノールで洗浄後、40℃で24時間真空乾燥して結晶性樹脂1を得た。結晶性樹脂1の重量平均分子量は263700、温度―吸熱量曲線のピークトップ温度は61℃であった。
<Production Example of Crystalline Resin 1>
Solvent: Toluene 100.0 parts by mass Monomer composition 100.0 parts by mass (The monomer composition is a mixture of behenyl acrylate, acrylonitrile, and styrene in the ratio shown below.)
Behenyl acrylate (first polymerizable monomer): 50.00 parts by mass; acrylonitrile (second polymerizable monomer): 35.00 parts by mass; styrene (third polymerizable monomer): 15.00 parts by mass; polymerization initiator t-butyl peroxypivalate (Perbutyl PV, manufactured by NOF Corp.): 0.5 parts by mass. The above materials were charged into a reaction vessel equipped with a reflux condenser, a stirrer, a thermometer, and a nitrogen inlet tube under a nitrogen atmosphere. The reaction vessel was heated to 70° C. while stirring at 200 rpm, and a polymerization reaction was carried out for 20 hours to obtain a solution in which the polymer of the monomer composition was dissolved in toluene. The solution was then cooled to 24° C., and then charged into 1000.0 parts by mass of methanol while stirring, to precipitate the methanol insoluble matter. The obtained methanol insoluble matter was filtered off, washed with methanol, and vacuum dried at 40° C. for 24 hours to obtain a crystalline resin 1. The weight average molecular weight of the crystalline resin 1 was 263,700, and the peak top temperature of the temperature-endothermic curve was 61°C.
<結晶性樹脂2~17の製造例>
結晶性樹脂1の製造例において、それぞれの重合性単量体及び部数を表1となるように変更した以外は同様にして反応を行い、結晶性樹脂2~17を得た。
<Production Examples of Crystalline Resins 2 to 17>
Crystalline resins 2 to 17 were obtained by carrying out the reaction in the same manner as in the production example of crystalline resin 1, except that the polymerizable monomers and the parts thereof were changed as shown in Table 1.
BEA:ベヘニルアクリレート(R1炭素数22)
MYA:ミリシルアクリレート(R1炭素数30)
OA:オクタコサアクリレート(R1炭素数28)
SA:ステアリルアクリレート(R1炭素数18)
AN:アクリロニトリル
MN:メタクリロニトリル
VA:酢酸ビニル
AA:アクリル酸
St:スチレン
BEA: Behenyl acrylate ( R1 carbon number 22)
MYA: Myrisil acrylate (R 1 carbon number 30)
OA: Octacosaacrylate ( R1 carbon number 28)
SA: Stearyl acrylate (R 1 carbon number 18)
AN: acrylonitrile MN: methacrylonitrile VA: vinyl acetate AA: acrylic acid St: styrene
<ワックス1の製造例>
・脂肪族炭化水素系ワックス:100mol部
・ホウ酸と無水ホウ酸混合物(ホウ酸mol部/無水ホウ酸mol部=1.5):2mol部
上記脂肪族炭化水素ワックス(最大吸熱ピーク温度125.1℃)を容器温度200℃にして溶融させ、上記ホウ酸と無水ホウ酸混合物を添加して、酸素濃度5体積%のO2/N2ガス中でワックスの酸化処理を行った。所望の酸価が得られるように酸化処理時間を調整した。酸化処理終了後、水を加えた後に精製を行って酸価を有するワックス1得た。ワックス1の酸価は30mgKOH/g、示差走査熱量計(DSC)により測定される最大吸熱ピーク温度は130℃であった。
<Production Example of Wax 1>
Aliphatic hydrocarbon wax: 100 mol parts; Mixture of boric acid and boric anhydride (mol parts of boric acid/mol parts of boric anhydride = 1.5): 2 mol parts. The above aliphatic hydrocarbon wax (maximum endothermic peak temperature 125.1°C) was melted at a container temperature of 200°C, and the above mixture of boric acid and boric anhydride was added, and the wax was oxidized in O2 / N2 gas with an oxygen concentration of 5% by volume. The oxidation treatment time was adjusted so as to obtain a desired acid value. After the oxidation treatment was completed, water was added and purification was performed to obtain wax 1 having an acid value. The acid value of wax 1 was 30 mgKOH/g, and the maximum endothermic peak temperature measured by a differential scanning calorimeter (DSC) was 130°C.
<ワックス2~6の製造例>
ワックス1の製造例において、それぞれの酸価および、示差走査熱量計(DSC)により測定される最大吸熱ピーク温度が表2となるように変更した以外は同様にして反応を行い、ワックス2~6を得た。
<Production Examples of Waxes 2 to 6>
Waxes 2 to 6 were obtained by carrying out the reaction in the same manner as in the production example of Wax 1, except that the acid value and the maximum endothermic peak temperature measured by a differential scanning calorimeter (DSC) were changed to those shown in Table 2.
<非晶性樹脂1の製造例>
非晶性樹脂1を製造する際に使用されるポリエステルユニットを構成するモノマーを以下に列挙する。
・ビスフェノールAエチレンオキサイド(2.2mol付加物):40.0mol部
・ビスフェノールAプロピレンオキサイド(2.2mol付加物):40.0mol部
・エチレングリコール:20.0mol部
・テレフタル酸:100.0mol部
まず上記モノマーを、ポリエステルユニットを構成するモノマーの全量100質量部に対して95質量部、及び炭素数50の脂肪族モノアルコール(パラフィンワックスに水酸基を有する2級のモノアルコール、炭素数の平均値50)を、ポリエステルユニットを構成するモノマーの全量100質量部に対して5質量部となるように、チタンテトラブトキシド0.2質量部と共に5リットルオートクレーブに仕込んだ。そこに、還流冷却器、水分分離装置、N2ガス導入管、温度計及び攪拌装置を付し、オートクレーブ内にN2ガスを導入しながら230℃で重縮合反応を行った。尚、反応を行う際は、所望の軟化点になるように反応時間を調整した。反応終了後、容器から樹脂を取り出し、冷却、粉砕して非晶性樹脂1を得た。
<Production Example of Amorphous Resin 1>
Monomers constituting the polyester unit used in producing the amorphous resin 1 are listed below.
Bisphenol A ethylene oxide (2.2 mol adduct): 40.0 mol parts Bisphenol A propylene oxide (2.2 mol adduct): 40.0 mol parts Ethylene glycol: 20.0 mol parts Terephthalic acid: 100.0 mol parts First, the above monomer was charged in a 5-liter autoclave together with 0.2 parts by mass of titanium tetrabutoxide so that 95 parts by mass of the monomers constituting the polyester unit and 50 carbon atoms of aliphatic monoalcohol (secondary monoalcohol having a hydroxyl group in paraffin wax, average carbon number 50) were charged in a 5-liter autoclave so that 5 parts by mass of the monomers constituting the polyester unit were charged in a total amount of 100 parts by mass of the monomers constituting the polyester unit. A reflux condenser, a water separator, an N2 gas inlet tube, a thermometer and an agitator were attached thereto, and a polycondensation reaction was carried out at 230 ° C. while introducing N2 gas into the autoclave. In addition, when carrying out the reaction, the reaction time was adjusted so as to obtain the desired softening point. After the reaction was completed, the resin was taken out of the vessel, cooled and pulverized to obtain amorphous resin 1.
<非晶性樹脂2~7の製造例>
非晶性樹脂1の製造例において、それぞれの重合性単量体及び部数を表3となるように変更した以外は同様にして反応を行い、非晶性樹脂2~7を得た。
<Production Examples of Amorphous Resins 2 to 7>
Amorphous resins 2 to 7 were obtained by carrying out the reaction in the same manner as in the production example of amorphous resin 1, except that the polymerizable monomers and the parts thereof were changed as shown in Table 3.
<磁性酸化鉄粒子1の製造例>
(第1反応工程)
Fe2+1.5mol/Lを含む硫酸第一鉄水溶液16L(Fe2+24mol)と3.0Nの水酸化ナトリウム溶液15.2L(Fe2+に対し0.95当量に相当する。すなわち、2OH/Fe=0.95)を混合し、pH8.3に調整して第一鉄塩懸濁液を調製した。この際、ケイ素成分として、3号水ガラス(SiO2 28.8質量%)26.6g(Feに対してSi換算で0.50原子%に相当する。すなわち、Si/Fe(原子%)=0.50)を0.5Lのイオン交換水に希釈したものを、水酸化ナトリウムに添加した。上記第一鉄塩懸濁液を温度90℃において毎分70Lの空気を通気して、第一鉄塩の酸化反応率が12%になるところまで酸化反応を行い、マグネタイト核晶粒子を含む第一鉄塩懸濁液を得た。
<Production Example of Magnetic Iron Oxide Particles 1>
(First reaction step)
A ferrous salt suspension was prepared by mixing 16 L of an aqueous solution of ferrous sulfate containing 1.5 mol/L of Fe2 + (Fe2 + 24 mol) with 15.2 L of a 3.0 N sodium hydroxide solution (equivalent to 0.95 equivalent to Fe2 + , i.e., 2OH/Fe=0.95) and adjusting the pH to 8.3. In this case, 26.6 g of No. 3 water glass (SiO2 28.8 mass%) (equivalent to 0.50 atomic % of Si relative to Fe, i.e., Si/Fe (atomic %)=0.50) was diluted with 0.5 L of ion-exchanged water as a silicon component and added to the sodium hydroxide. The above ferrous salt suspension was aerated at a temperature of 90°C with 70 L of air per minute to carry out an oxidation reaction until the oxidation reaction rate of the ferrous salt reached 12%, and a ferrous salt suspension containing magnetite nucleus particles was obtained.
(第2反応工程)
上記マグネタイト核晶粒子を含む第一鉄塩懸濁液に3.0Nの水酸化ナトリウム溶液を適量加えpH10.5に調整し、温度90℃において毎分70Lの空気を通気して磁性酸化鉄コア粒子前駆体1を得た。
(Second reaction step)
A suitable amount of 3.0 N sodium hydroxide solution was added to the ferrous salt suspension containing the magnetite nucleus particles to adjust the pH to 10.5, and 70 L of air was passed through it at a temperature of 90° C. at a rate of 70 L per minute to obtain magnetic iron oxide core particle precursor 1.
(第3反応工程+コート処理)
磁性酸化鉄コア粒子前駆体1を含む懸濁液に、ケイ素成分として3号水ガラスを、アルミニウム成分として1.9mol/Lの硫酸アルミニウム溶液を、それぞれSi/Fe及びAl/Feが表4に示す値になるように適量加えた。さらに希硫酸を加えpH5.8、懸濁液の温度を90℃に調整して被覆層を形成し、磁性酸化鉄1を得た。
(Third reaction step + coating treatment)
To the suspension containing magnetic iron oxide core particle precursor 1, appropriate amounts of No. 3 water glass as the silicon component and 1.9 mol/L aluminum sulfate solution as the aluminum component were added so that the Si/Fe and Al/Fe ratios became the values shown in Table 4. Dilute sulfuric acid was further added to adjust the pH to 5.8 and the temperature of the suspension to 90° C. to form a coating layer, thereby obtaining magnetic iron oxide 1.
得られた磁性酸化鉄1をフィルタープレスで水洗した。水洗後の電気伝導度は40mSであった。さらに常法により、濾別、乾燥及び粉砕した。得られた磁性酸化鉄1は、粒子形状が球状の磁性酸化鉄粒子を8%、八面体状の磁性酸化鉄粒子を92%含み、個数平均粒子径が0.14μmであった。 The obtained magnetic iron oxide 1 was washed with water using a filter press. After washing, the electrical conductivity was 40 mS. It was then filtered, dried, and pulverized by conventional methods. The obtained magnetic iron oxide 1 contained 8% spherical magnetic iron oxide particles and 92% octahedral magnetic iron oxide particles, and had a number-average particle diameter of 0.14 μm.
表4、表5に磁性酸化鉄1の調整条件および組成値を記す。 Tables 4 and 5 show the preparation conditions and composition values of magnetic iron oxide 1.
<磁性酸化鉄粒子2の製造例>
磁性酸化鉄1の製造例において、製造条件を表4の如く調整することで磁性酸化鉄粒子2を得た。得られた磁性酸化鉄粒子2の組成値を表5に示す。
<Production Example of Magnetic Iron Oxide Particles 2>
In the manufacturing example of magnetic iron oxide 1, the manufacturing conditions were adjusted as shown in Table 4 to obtain magnetic iron oxide particles 2. The composition values of the obtained magnetic iron oxide particles 2 are shown in Table 5.
〔実施例1(トナー1の製造)〕
・結晶性樹脂1 60.0質量部
・非晶性樹脂1 32.0質量部
・ワックス1 8.0質量部
・磁性酸化鉄粒子1 100.0質量部
該処方で示した原材料をヘンシェルミキサー(FM75J型、三井三池化工機(株)製)を用いて、回転数20s-1、回転時間5minで混合した後、温度140℃、バレル回転数250rpmに設定した二軸混練機(TEM-26SS型、株式会社東芝機械)にて混練した。得られた混練物を冷却し、ハンマーミルにて1mm以下に粗粉砕し、粗砕物を得た。得られた粗砕物を、機械式粉砕機(T-250、ターボ工業(株)製)にて微粉砕した。さらに回転型分級機(200TSP、ホソカワミクロン社製)を用い、分級を行い、トナー粒子1を得た。
Example 1 (Production of Toner 1)
Crystalline resin 1 60.0 parts by mass Amorphous resin 1 32.0 parts by mass Wax 1 8.0 parts by mass Magnetic iron oxide particles 1 100.0 parts by mass The raw materials shown in the recipe were mixed using a Henschel mixer (FM75J type, manufactured by Mitsui Miike Chemical Engineering Co., Ltd.) at a rotation speed of 20 s -1 for a rotation time of 5 min, and then kneaded using a twin-screw kneader (TEM-26SS type, manufactured by Toshiba Machine Co., Ltd.) set at a temperature of 140°C and a barrel rotation speed of 250 rpm. The kneaded product obtained was cooled and coarsely crushed to 1 mm or less using a hammer mill to obtain a coarsely crushed product. The coarsely crushed product obtained was finely crushed using a mechanical crusher (T-250, manufactured by Turbo Kogyo Co., Ltd.). Furthermore, classification was performed using a rotary classifier (200TSP, manufactured by Hosokawa Micron Corporation) to obtain toner particles 1.
得られたトナー粒子1の100.0質量部に、疎水性シリカ(BET:200m2/g)2.0質量部をヘンシェルミキサー(FM75J型、三井三池化工機(株)製)で回転数30s-1、回転時間5minで混合し、目開き54μmの超音波振動篩を通過させトナー1を得た。 100.0 parts by mass of the obtained toner particles 1 were mixed with 2.0 parts by mass of hydrophobic silica (BET: 200 m2 /g) in a Henschel mixer (FM75J type, manufactured by Mitsui Miike Chemical Engineering Co., Ltd.) at a rotation speed of 30 s -1 for a rotation time of 5 min, and passed through an ultrasonic vibration sieve with a mesh size of 54 μm to obtain toner 1.
〔実施例2~25(トナー2~25の製造)、比較例1~7(トナー26~32の製造)〕
実施例1において、結晶性樹脂、非晶性樹脂、ワックス及び磁性酸化鉄の種類及び量を表6に記載のものに変更した以外は同様にして製造し、トナー2~32を得た。
[Examples 2 to 25 (production of toners 2 to 25), Comparative Examples 1 to 7 (production of toners 26 to 32)]
Toners 2 to 32 were obtained in the same manner as in Example 1, except that the types and amounts of the crystalline resin, amorphous resin, wax and magnetic iron oxide were changed to those shown in Table 6.
得られたトナー1~32をそれぞれ用いて、下記の各種評価を行い、結果を表7に示した。ここで、いずれの評価も市販の複写機のプロセススピードを上げる改造を行い、高速印刷化への適用を確認した。 The obtained toners 1 to 32 were used to carry out the following various evaluations, and the results are shown in Table 7. For each evaluation, a commercially available copying machine was modified to increase the process speed, and the applicability to high-speed printing was confirmed.
[低温定着性の評価]
本評価には、市販のデジタル複写機(image press 1135 キヤノン株式会社製)の定着器を外部に取り出し、定着ローラー温度を任意に設定可能とし、プロセススピードを1000mm/sに改造した評価機を用いた。常温常湿(23℃、50%RH)環境下で行った。評価紙は157g/m2紙(GF-C157、A4)を用いた。画像濃度が1.2になるようにimage press 1135の現像バイアスを設定してベタ黒未定着画像を9枚出力させた。次いで、定着器の温調を80℃から120℃まで5℃おきに変えて各温度で1枚ずつ通紙した。定着させた画像を45mm×210mm幅となるように切り出し、長辺の中心から画像部が内側になるように二つ折りした状態とし150g/cm2(14.7kPa)の荷重をかけた。折り曲げ箇所をハケで擦った後の濃度を測定して、折り曲げ前の濃度と比較した。画像濃度は、X-Riteカラー反射濃度計(X-rite社製、X-rite 500Series)を用いて測定した。折り曲げ後の濃度を折り曲げ前の濃度で除した値を各定着温度に対してプロットして近似曲線を作成し、折り曲げ後の濃度を折り曲げ前の濃度で除した値が0.95以上となる温度を定着可能温度とした。
[Evaluation of Low-Temperature Fixability]
For this evaluation, a commercially available digital copier (Image Press 1135, manufactured by Canon Inc.) was taken out of its fixing device, and an evaluation machine was used in which the fixing roller temperature could be set arbitrarily and the process speed was modified to 1000 mm/s. The evaluation was performed under a room temperature and humidity (23°C, 50% RH) environment. 157 g/ m2 paper (GF-C157, A4) was used as the evaluation paper. The development bias of the Image Press 1135 was set so that the image density was 1.2, and 9 sheets of solid black unfixed images were output. Next, the temperature control of the fixing device was changed from 80°C to 120°C in 5°C increments, and one sheet was passed at each temperature. The fixed image was cut out to a width of 45 mm x 210 mm, folded in half from the center of the long side so that the image part was on the inside, and a load of 150 g/ cm2 (14.7 kPa) was applied. The density after rubbing the folded portion with a brush was measured and compared with the density before folding. The image density was measured using an X-Rite color reflection densitometer (X-rite 500 Series, manufactured by X-rite Corporation). The density after folding was divided by the density before folding, and the value was plotted against each fixing temperature to create an approximation curve. The temperature at which the density after folding divided by the density before folding was 0.95 or more was determined as the fixable temperature.
(評価基準)
A:定着可能温度が95℃未満である。
B:定着開始温度が95℃以上100℃未満である。
C:定着開始温度が100℃以上105℃未満である。
D:定着開始温度が105℃以上110℃未満である。
E:定着開始温度が110℃以上である。
(Evaluation Criteria)
A: The fixable temperature is less than 95°C.
B: The fixing start temperature is 95° C. or higher and lower than 100° C.
C: The fixing start temperature is 100° C. or higher and lower than 105° C.
D: The fixing start temperature is 105° C. or higher and lower than 110° C.
E: The fixing start temperature is 110° C. or higher.
[印刷画像の耐摩耗性(耐擦過性)の評価]
本評価には、市販のデジタル複写機(image press 1135 キヤノン株式会社製)のプロセススピードを1000mm/sに、定着温調を120℃に改造した評価機を用いた。評価紙は157g/m2紙(GF-C157、A4)を用いた。画像濃度が1.0になるように現像バイアスを設定してベタ黒画像を出力させた。新東科学株式会社の摩擦摩耗試験機トライボギアTYPE40を用いて、出力した画像を未使用の評価紙で荷重をかけながら摺擦し、擦り紙に付着したトナー量を評価した。摺擦条件は以下のようにした。
錘:500g
擦り紙との接触領域:2mm×20mm
摺擦速度:1000mm/分
摺擦距離:40mm
[Evaluation of Abrasion Resistance (Scratch Resistance) of Printed Images]
For this evaluation, an evaluation machine was used in which a commercially available digital copier (Image Press 1135, manufactured by Canon Inc.) was modified to have a process speed of 1000 mm/s and a fixing temperature of 120°C. 157 g/ m2 paper (GF-C157, A4) was used as the evaluation paper. A solid black image was output by setting the development bias so that the image density was 1.0. Using a friction and wear tester Tribogear TYPE 40 manufactured by Shinto Scientific Co., Ltd., the output image was rubbed with unused evaluation paper while applying a load, and the amount of toner attached to the rubbed paper was evaluated. The rubbing conditions were as follows:
Weight: 500g
Contact area with the rubbing paper: 2 mm x 20 mm
Sliding speed: 1000mm/min Sliding distance: 40mm
擦り紙の付着トナー量の評価は以下のように行った。光学顕微鏡像を用いて、摺擦領域すべてが含まれるように100倍率の写真を複数枚撮影した。撮影した画像を画像処理により2値化して付着部の面積率を算出した。撮影した写真すべての付着部面積率の平均値をトナー付着量とした。 The amount of toner adhering to the rubbing paper was evaluated as follows. Using an optical microscope, multiple photographs were taken at 100x magnification to include the entire rubbing area. The photographed images were binarized using image processing to calculate the area ratio of the adhering area. The average value of the area ratio of the adhering area for all photographs was taken as the amount of toner adhering.
(評価基準)
A:付着面積率が1.5%未満である。
B:付着面積率が1.5%以上2.5%未満である。
C:付着面積率が2.5%以上3.5%未満である。
D:付着面積率が3.5%以上4.0%未満である。
E:付着面積率が4.0%以上である。
(Evaluation Criteria)
A: The adhesion area rate is less than 1.5%.
B: The adhesion area rate is 1.5% or more and less than 2.5%.
C: The adhesion area rate is 2.5% or more and less than 3.5%.
D: The adhesion area rate is 3.5% or more and less than 4.0%.
E: The adhesion area rate is 4.0% or more.
[部材汚染抑制の評価]
本評価には、市販のデジタル複写機(image press 1135 キヤノン株式会社製)のプロセススピードを1000mm/sに、定着温調を120℃に、定着ローラーのクリーニング機構を取り外して改造した評価機を用いた。評価紙は157g/m2紙(GF-C157、A4)を用いた。画像濃度が1.0になるように現像バイアスを設定して、A4紙の短軸方向に幅45mmのパターンを出力させ、高温高湿(30℃、80%RH)環境下に於いて5000枚の画像を出力させた。その後に、定着ローラーを取り外して、画像パターンに対応した定着ローラー上のワックス付着量を、フーリエ変換赤外分光分析装置を用いて評価した。評価方法の詳細を以下に記した。
フーリエ変換赤外分光分析装置:Spectrum One:PerkinElmer社製)
測定モード:ATR法
赤外光(λ=5μm)の入射角:45°
ATR結晶:Ge(屈折率:4.0)
測定範囲:4000cm-1から600cm-1
取得波長幅:4.00cm-1
積算回数:16
[Evaluation of component contamination suppression]
For this evaluation, a commercially available digital copier (Image Press 1135, manufactured by Canon Inc.) was used, which was modified by setting the process speed to 1000 mm/s, the fixing temperature to 120° C., and removing the cleaning mechanism of the fixing roller. 157 g/m 2 paper (GF-C157, A4) was used as the evaluation paper. The development bias was set so that the image density was 1.0, and a pattern with a width of 45 mm was output in the short axis direction of the A4 paper, and 5000 images were output under a high temperature and high humidity (30° C., 80% RH) environment. After that, the fixing roller was removed, and the amount of wax attached on the fixing roller corresponding to the image pattern was evaluated using a Fourier transform infrared spectroscopic analyzer. The details of the evaluation method are described below.
Fourier transform infrared spectrometer: Spectrum One (manufactured by PerkinElmer)
Measurement mode: ATR method Incident angle of infrared light (λ = 5 μm): 45°
ATR crystal: Ge (refractive index: 4.0)
Measurement range: 4000 cm -1 to 600 cm -1
Acquisition wavelength width: 4.00cm -1
Number of times accumulated: 16
上記条件により取得した赤外線吸収スペクトルをAutomatic Correctionでベースライン補正を行う。炭化水素ワックスのメチレン由来の吸収ピークである2800cm-1~2900cm-1の範囲のピーク強度の最大値を算出する(Wp)。定着ローラー表層部材由来のピークである1100cm-1と1250cm-1の吸収強度の平均値を算出する(Bp)。Wp/Bpの値をワックス付着量とした。 The infrared absorption spectrum obtained under the above conditions is subjected to baseline correction using Automatic Correction. The maximum peak intensity in the range of 2800 cm -1 to 2900 cm -1 , which is the absorption peak derived from the methylene of the hydrocarbon wax, is calculated (Wp). The average value of the absorption intensities at 1100 cm -1 and 1250 cm -1 , which are peaks derived from the surface layer material of the fixing roller, is calculated (Bp). The value of Wp/Bp was taken as the amount of wax attached.
(評価基準)
A:Wp/Bpが0.01%未満である。
B:Wp/Bpが0.01%以上0.02%未満である。
C:Wp/Bpが0.02%以上0.04%未満である。
D:Wp/Bpが0.04%以上0.08%未満である。
E:Wp/Bpが0.08%以上
(Evaluation Criteria)
A: Wp/Bp is less than 0.01%.
B: Wp/Bp is 0.01% or more and less than 0.02%.
C: Wp/Bp is 0.02% or more and less than 0.04%.
D: Wp/Bp is 0.04% or more and less than 0.08%.
E: Wp/Bp is 0.08% or more
[現像性(ドット再現性)の評価]
本評価には、市販のデジタル複写機(image RUNNER ADVANCE 8105 PRO キヤノン株式会社製)のプロセススピードを600mm/sに改造した評価機を用いた。各磁性トナーを用いて、高温高湿(30℃、80%RH)環境下に於いて10万枚耐久後、ハーフトーン(30H)画像を形成し、この画像のガサツキについて以下の基準に基づき評価した。用紙はCS-068 A4紙(坪量68.0g/m2、キヤノンマーケティングジャパン(株)より販売)を使用した。なお、30H画像とは、256階調を16進数で表示した値であり、00Hをベタ白(非画像)とし、FFHをベタ黒(全面画像)とするときのハーフトーン画像である。画像はデジタルマイクロスコープVHX-500(レンズワイドレンジズームレンズVH-Z100 キーエンス社製)を用い、ドット1000個の面積を測定した。ドット面積の個数平均(S)とドット面積の標準偏差(σ)を算出し、ドット再現性指数を下記式により算出した。
ドット再現性指数(I)=σ/S×100
[Evaluation of developability (dot reproducibility)]
For this evaluation, a commercially available digital copier (image RUNNER ADVANCE 8105 PRO manufactured by Canon Inc.) was used as an evaluation machine with a process speed modified to 600 mm/s. After 100,000 sheets were printed using each magnetic toner under a high temperature and high humidity (30°C, 80% RH) environment, a halftone (30H) image was formed and the roughness of this image was evaluated based on the following criteria. The paper used was CS-068 A4 paper (basis weight 68.0 g/ m2 , sold by Canon Marketing Japan Inc.). The 30H image is a halftone image in which 256 gradations are expressed in hexadecimal, with 00H being solid white (non-image) and FFH being solid black (full image). The images were taken using a digital microscope VHX-500 (lens wide range zoom lens VH-Z100 manufactured by Keyence Corporation), and the area of 1000 dots was measured. The number average (S) of the dot area and the standard deviation (σ) of the dot area were calculated, and the dot reproducibility index was calculated using the following formula.
Dot reproducibility index (I) = σ/S × 100
(評価基準)
A:Iが2.0未満
B:Iが2.0以上4.0未満
C:Iが4.0以上6.0未満
D:Iが6.0以上8.0未満
E:Iが8.0以上
(Evaluation Criteria)
A: I is less than 2.0 B: I is 2.0 or more and less than 4.0 C: I is 4.0 or more and less than 6.0 D: I is 6.0 or more and less than 8.0 E: I is 8.0 or more
Claims (4)
該結着樹脂は、結晶性樹脂を含有し、
該結晶性樹脂は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにより測定されるテトラヒドロフラン可溶分の重量平均分子量が20万以上100万以下であり、
該結晶性樹脂は、以下の(I)または(II)の規定を満たし、
(I):
(I-i)下記式(1)で表される第一のモノマーユニット、および
(I-ii)アクリロニトリルユニット、メタクリロニトリルユニット、酢酸ビニルユニット、アクリル酸ユニットからなる群より選択される第二のモノマーユニット
を有し、
(I-iii)該結晶性樹脂の全モノマーユニットの総質量に対して、該第一のモノマーユニットと該第二のモノマーユニットとの合計が100質量%である、
(II):
(II-i)下記式(1)で表される第一のモノマーユニット、
(II-ii)アクリロニトリルユニット、メタクリロニトリルユニット、酢酸ビニルユニット、アクリル酸ユニットからなる群より選択される第二のモノマーユニット、および
(II-iii)スチレンユニットである第三のモノマーユニット
を有し、
(II-iv)該結晶性樹脂の全モノマーユニットの総質量に対して、該第一のモノマーユニットと該第二のモノマーユニットと該第三のモノマーユニットとの合計が100質量%である、
該結晶性樹脂中の該第一のモノマーユニットの割合は、該結晶性樹脂の全モノマーユニットの総質量に対して、20.0質量%以上70.0質量%以下であり、
該結晶性樹脂中の該第二のモノマーユニットの割合は、該結晶性樹脂の全モノマーユニットの総質量に対して、20.0質量%以上70.0質量%以下であり、
該炭化水素系ワックスは、カルボン酸基を有し、酸価が5mgKOH/g以上50mgKOH/g以下である、
ことを特徴とするトナー。
RZ1は、水素原子又はメチル基を表し、R1は、炭素数18以上36以下の直鎖アルキル基を表す。) A toner having toner particles containing a binder resin and a hydrocarbon wax,
The binder resin contains a crystalline resin,
the crystalline resin has a weight average molecular weight of tetrahydrofuran soluble matter of 200,000 or more and 1,000,000 or less as measured by gel permeation chromatography ;
The crystalline resin satisfies the following requirement (I) or (II):
(I):
(I-i) a first monomer unit represented by the following formula (1), and
(I-ii) A second monomer unit selected from the group consisting of an acrylonitrile unit, a methacrylonitrile unit, a vinyl acetate unit, and an acrylic acid unit.
having
(I-iii) the sum of the first monomer unit and the second monomer unit is 100 mass% based on the total mass of all monomer units of the crystalline resin;
(II):
(II-i) a first monomer unit represented by the following formula (1):
(II-ii) a second monomer unit selected from the group consisting of an acrylonitrile unit, a methacrylonitrile unit, a vinyl acetate unit, and an acrylic acid unit; and
(II-iii) A third monomer unit which is a styrene unit
having
(II-iv) the total of the first monomer unit, the second monomer unit and the third monomer unit is 100% by mass based on the total mass of all monomer units of the crystalline resin;
a ratio of the first monomer unit in the crystalline resin to the total mass of all monomer units in the crystalline resin is 20.0 mass% or more and 70.0 mass% or less,
a ratio of the second monomer unit in the crystalline resin to the total mass of all monomer units in the crystalline resin is 20.0 mass% or more and 70.0 mass% or less,
The hydrocarbon wax has a carboxylic acid group and an acid value of 5 mgKOH/g or more and 50 mgKOH/g or less.
A toner characterized by:
R represents a hydrogen atom or a methyl group, and R represents a linear alkyl group having 18 to 36 carbon atoms.
該非晶性ポリエステルは、
(i)軟化点が85℃以上105℃以下であり、
(ii)末端に脂肪族モノカルボン酸および脂肪族モノアルコールからなる群より選ばれた少なくとも一種の脂肪族化合物が縮合している請求項1乃至3のいずれか1項に記載のトナー。 The binder resin includes an amorphous polyester,
The amorphous polyester is
(i) a softening point of 85° C. or higher and 105° C. or lower;
4. The toner according to claim 1 , wherein (ii) at least one aliphatic compound selected from the group consisting of aliphatic monocarboxylic acids and aliphatic monoalcohols is condensed at the terminal of the toner.
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